Entwicklung und Erprobung von HPLC-basierten Methoden für das Therapeutische Drug-Monitoring von Betalaktam-Antibiotika, Linezolid und Tigecyclin – Bestimmung von freien und totalen Konzentrationen im Plasma von Intensivpatienten

In klinischen Studien konnte gezeigt werden, dass eine zu niedrig dosierte antibiotische Therapie das Behandlungsergebnis insbesondere bei Intensivpatienten verschlechtert sowie der Entwicklung von resistenten Erregern Vorschub leistet. Die nach wie vor hohe Mortalität bei schwerer Sepsis von bis zu 80 % verdeutlicht eindringlich die klinische Relevanz dieser Tatsache. Zu hoch dosierte Therapien gefährden hingegen durch Toxizität den Patienten, ohne zusätzlichen antiinfektiven Nutzen zu erzielen. Kritisch kranke Patienten weisen in Folge ihrer schweren Erkrankung eine stark veränderte und variable Pharmakokinetik auf. Da die Standarddosierungen für Antibiotika aus pharmakokinetischen Studien an gesunden Probanden abgeleitet wurden, ist zu hinterfragen, ob mit diesen Dosierungen auch bei Intensivpatienten optimale Wirkspiegel erreicht werden. Die Betalaktam-Antibiotika stellen die in der klinischen Routine am Universitätsklinikum Regensburg am häufigsten eingesetzten Antibiotika dar. Linezolid und Tigecyclin sind wichtige Reserveantibiotika zur Behandlung von Infektionen durch multiresistente grampositive Erreger. Trotz der großen Relevanz dieser Antibiotika für die klinische Praxis ist es bisher am Universitätsklinikum Regensburg nicht möglich, in der klinischen Routine die Plasmakonzentrationen dieser Substanzen im Rahmen eines Therapeutischen-Drug-Monitoring (TDM) zu bestimmen. Zur Bestimmung der o.g. Antibiotika in Plasma wurden isokratische HPLC-Methoden mit UV-photometrischer Detektion entwickelt und validiert. Das chromatographische System bestand aus C18-Kieselgel-Säulen und Mischungen aus Phosphatpuffer und Acetonitril als mobile Phase. Da für die pharmakologische Wirkung eines Arzneistoffs aber nur die freie, nicht an Plasmaproteine gebundene Fraktion zu Verfügung steht, erfolgte auch die Messung freier Konzentrationen. Hierzu wurde eine schnelle und einfache Ultrafiltrationsmethode entwickelt und validiert. Da dass das Ausmaß der Proteinbindung von den experimentellen Bedingungen wie Temperatur, pH-Wert und Zentrifugalkraft beeinflusst werden kann, wurde die Bedeutung dieser Parameter für die gemessene freie Konzentration der untersuchten Substanzen evaluiert. Es konnte gezeigt werden, dass die freie Konzentration substanzspezifisch stark von den experimentellen Bedingungen abhängt. Daher wurde für die Routinemethode zur Bestimmung der freien Konzentration durch Ultrafiltration die Aufrechterhaltung physiologischer Temperatur- und pH-Werte etabliert, d.h. ein pH von 7,4 und 37°C. Das Verfahren war zur zuverlässigen Messung der freien Wirkstoffkonzentrationen gut geeignet. So konnte gezeigt werden, dass die Ultrafiltration eine schnelle, einfache und elegante Methode zur Vorbereitung von Plasma für die HPLC-Analyse darstellt. Die entwickelten Methoden erwiesen sich als hinreichend präzise, sensitiv und selektiv zur Bestimmung der Konzentrationen der Arzneistoffe im Plasma von Intensivpatienten. Die Ergebnisse der klinischen Untersuchung für Meropenem und Piperacillin konnten zeigen, dass bei ca. 50 % der Patienten der PK/PD-Zielparameter einer Plasmakonzentration oberhalb der MHK des Leitkeims Pseudomonas aeruginosa über das gesamte Dosisintervall nicht erreicht wurde. Die gemessenen Spiegel zeigten eine breite Streuung. Beide Faktoren sprechen für die Anwendung modifizierter Dosierungsstrategien, sowie eines TDM zur Optimierung der Dosierung von Antibiotika in der klinischen Routine

Meropenem Plasma and Interstitial Soft Tissue Concentrations in Obese and Nonobese Patients—A Controlled Clinical Trial

Background: This controlled clinical study aimed to investigate the impact of obesity on plasma and tissue pharmacokinetics of meropenem. Methods: Obese (body mass index (BMI) >= 35 kg/m(2)) and age-/sex-matched nonobese (18.5 kg/m(2) >= BMI MIC) in the plasma and ISF did not differ significantly for MICs of 0.25-8 mg/L. Conclusions: In morbidly obese patients, meropenem has lower maximum concentrations and higher volumes of distribution. However, due to the slightly longer half-life, obesity has no influence on the T > MIC, so dose adjustments for obesity seem unnecessary

New genetic loci link adipose and insulin biology to body fat distribution.

Body fat distribution is a heritable trait and a well-established predictor of adverse metabolic outcomes, independent of overall adiposity. To increase our understanding of the genetic basis of body fat distribution and its molecular links to cardiometabolic traits, here we conduct genome-wide association meta-analyses of traits related to waist and hip circumferences in up to 224,459 individuals. We identify 49 loci (33 new) associated with waist-to-hip ratio adjusted for body mass index (BMI), and an additional 19 loci newly associated with related waist and hip circumference measures (P < 5 × 10(-8)). In total, 20 of the 49 waist-to-hip ratio adjusted for BMI loci show significant sexual dimorphism, 19 of which display a stronger effect in women. The identified loci were enriched for genes expressed in adipose tissue and for putative regulatory elements in adipocytes. Pathway analyses implicated adipogenesis, angiogenesis, transcriptional regulation and insulin resistance as processes affecting fat distribution, providing insight into potential pathophysiological mechanisms

Determination of total or free cefazolin and metronidazole in human plasma or interstitial fluid by HPLC-UV for pharmacokinetic studies in man

Cefazolin (CFZ) plus metronidazole (MTZ) is commonly used for perioperative antibiotic prophylaxis. An HPLC-UV method is described for the simultaneous determination of total or free cefazolin and metronidazole in human plasma or in microdialysate of subcutaneous tissue. Separation was performed isocratically using a reversed phase column and phosphate buffer/acetonitrile as mobile phase. The validation characteristics were similar for both drugs. Linearity has been shown down to 0.1 mg/L (R > 0.9990). Intra- and inter-assay precision (CV) and in-accuracy were < 5%. The method was applied to the determination of cefazolin and metronidazole in plasma and microdialysate of surgical patients following 30-min intravenous infusion of cefazolin/metronidazole 2.0/0.5 g

Genetic studies of body mass index yield new insights for obesity biology

Note: A full list of authors and affiliations appears at the end of the article. Obesity is heritable and predisposes to many diseases. To understand the genetic basis of obesity better, here we conduct a genome-wide association study and Metabochip meta-analysis of body mass index (BMI), a measure commonly used to define obesity and assess adiposity, in up to 339,224 individuals. This analysis identifies 97 BMI-associated loci (P 20% of BMI variation. Pathway analyses provide strong support for a role of the central nervous system in obesity susceptibility and implicate new genes and pathways, including those related to synaptic function, glutamate signalling, insulin secretion/action, energy metabolism, lipid biology and adipogenesis.</p

Genetic studies of body mass index yield new insights for obesity biology

Obesity is heritable and predisposes to many diseases. To understand the genetic basis of obesity better, here we conduct a genome-wide association study and Metabochip meta-analysis of body mass index (BMI), a measure commonly used to define obesity and assess adiposity, in up to 339,224 individuals. This analysis identifies 97 BMI-associated loci (P &lt; 5 × 10 -8 ), 56 of which are novel. Five loci demonstrate clear evidence of several independent association signals, and many loci have significant effects on other metabolic phenotypes. The 97 loci account for ∼2.7% of BMI variation, and genome-wide estimates suggest that common variation accounts for &gt;20 % of BMI variation. Pathway analyses provide strong support for a role of the central nervous system in obesity susceptibility and implicate new genes and pathways, including those related to synaptic function, glutamate signalling, insulin secretion/action, energy metabolism, lipid biology and adipogenesis