Farmacocinética y Farmacodinamia de tildipirosina en Medicina Veterinaria

Abstract

La resistencia bacteriana a los antibióticos puede convertirse en una de las principales amenazas para la salud pública y economía a nivel mundial. El estudio farmacocinético y farmacodinámico de los antibióticos en medicina veterinaria constituye una herramienta valiosa para establecer posologías adecuadas que aseguren el éxito clínico y minimicen el riesgo de aparición de resistencias bacterianas. Por tanto, el objetivo general de la tesis doctoral fue determinar la farmacocinética y farmacodinamia de tildipirosina en pequeños rumiantes y caballos. Para el estudio de disposición de tildipirosina en cabras, ovejas y caballos, se realizaron estudios cruzados independientes con animales clínicamente sanos. Los tratamientos consistieron en la administración de tildipirosina por vía IV (2 mg/kg), IM (4 mg/kg) y SC (4 mg/kg), obteniéndose muestras sanguíneas a diferentes tiempos, además de muestras de leche en el caso de las cabras. Paralelamente, se obtuvieron muestras sanguíneas para evaluar analitos asociados al daño muscular e inflamación. Además, se validaron y compararon dos técnicas analíticas para la cuantificación de tildipirosina mediante cromatografía liquida con detector de ultravioleta, una mediante la precipitación con acetonitrilo en leche de cabra, y otra mediante la extracción líquido-liquido con modificación del pH en plasma de caballo. Por último, se determinó la sensibilidad de Staphylococcus coagulasa negativos, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Streptococcus spp y Mycoplasma agalactiae aislados en cabras, así como de Pasteurella multocida de ovejas a tildipirosina, siguiendo las condiciones del CLSI. Asimismo, se evaluó el efecto del suero al ser suplementado al medio de cultivo sobre la potencia de la tildipirosina. Las dos técnicas son útiles en la cuantificación de tildipirosina siendo técnicas sencillas, rápidas de ejecutar y precisan un bajo costo de materiales para su ejecución. La extracción líquido-liquido con modificación del pH es una técnica superior en cuanto al tiempo de procesamiento de las muestras eludiendo la interferencia con compuestos endógenos, permitiendo evitar errores de cuantificación. La absorción por vía intramuscular en los animales fue más rápida y en una mayor magnitud que por vía subcutánea. Independiente a la vía de administración, la disponibilidad de tildipirosina es completa en caballos y cabras, en cambio en ovejas fue moderada. En base a los perfiles de absorción y disposición se establece que la vía intramuscular permite una exposición de tildipirosina más estable en comparación a la vía subcutánea. La tildipirosina presenta vidas medias prolongadas y elevados volúmenes de distribución tras la administración extravascular, evidenciando una extensa distribución. En cabras en lactación, la tildipirosina se distribuye ampliamente hacia la glándula mamaria donde se determinaron altas concentraciones del antibiótico, en concreto, niveles 22 a 45 veces superiores en leche y células somáticas con relación al plasma, respectivamente. La vida media de eliminación de tildipirosina fue inferior en cabras que en ovejas y caballos. Diferencia asociada a la alta excreción de tildipirosina a través de la leche, constituyendo una vía de eliminación accesoria. El tiempo de supresión de tildipirosina en esta especie debe ser al menos de 45 días para no detectar residuos en leche. La aplicación de tildipirosina por vía intramuscular causó una miolisis leve en ovejas, cabras y caballos sin un proceso inflamatorio evidente. Por tanto, la administración de tildipirosina por las diferentes vías de administración en ovejas cabras y caballos es segura. Existe una baja susceptibilidad de agentes causantes de mastitis en cabras a tildipirosina bajo condiciones estándar. En cambio, Pasteurella multocida aislada de oveja fue muy sensible a la tildipirosina. La potencia de la tildipirosina aumentó al añadir suero al medio de cultivo estándar. Por tanto, los estudios de susceptibilidad bacteriana para la tildipirosina deberían realizarse bajo condiciones similares a las encontradas en el lugar de la infección.

Bacterial resistance to antibiotics has the potential to become one of the primary threats to global public health and economy. In veterinary medicine, pharmacokinetic and pharmacodynamic analysis of antibiotics plays a crucial role in establishing appropriate dosing regimens that ensure clinical efficacy while minimizing the risk of the appearance/development of bacterial resistance. Therefore, the overarching objective of this doctoral thesis was to investigate the pharmacokinetics and pharmacodynamics of tildipirosin in small ruminants and horses. Independent crossover studies using clinically healthy animals were conducted to study the disposition kinetics of tildipirosin in goats, sheep, and horses. Single doses of tildipirosin were administered by intravenous (2 mg/kg), intramuscular (4 mg/kg), and subcutaneous (4 mg/kg) routes, with blood samples collected after that at predetermined time points. In the case of goats, milk samples were also obtained. Simultaneously, blood samples were collected to assess analytes associated with muscle damage and inflammation. Furthermore, two analytical techniques were validated and compared to quantify tildipirosin using liquid chromatography with ultraviolet detection. One technique involved acetonitrile precipitation in goat milk, while the other employed liquid-liquid extraction with pH modification in horse plasma. Finally, the bacterial sensitivity of Coagulase-negative Staphylococci, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Streptococcus spp, and Mycoplasma agalactiae in isolates from goats, as well as Pasteurella multocida from sheep, to tildipirosin was evaluated under standard culture conditions. The impact of serum supplementation in the culture medium on the potency of tildipirosin was also assessed. Both techniques, liquid-liquid extraction with pH modification and acetonitrile precipitation, are valuable for quantifying tildipirosin. They are simple, quick to execute, and require low material costs. However, the liquid-liquid extraction technique with pH modification stands out due to its shorter sample processing time and to avoid interferences with endogenous compounds, which helps to prevent quantification errors. In terms of administration, intramuscular absorption of tildipirosin in animals was faster and more pronounced than subcutaneous administration. Regardless of the administration route, tildipirosin exhibited complete availability in horses and goats, while its availability in sheep was moderate. Based on the absorption and disposition profiles, it can be concluded that intramuscular administration provides more consistent exposure to tildipirosin compared to the subcutaneous route. Tildipirosin demonstrates prolonged half-lives and high distribution volumes following extravascular administration, indicating extensive distribution throughout the body. In lactating goats, tildipirosin is widely distributed to the mammary gland, resulting in high antibiotic concentrations in milk and somatic cells, reaching levels 22 to 45 times higher than in plasma. The elimination half-life of tildipirosin was shorter in goats than in sheep and horses, primarily due to its high excretion through the milk, which serves as an additional elimination pathway. To ensure no residues of tildipirosin in goat milk, a minimum withdrawal period of 45 days is recommended. The intramuscular application of tildipirosin caused mild myolysis in sheep, goats, and horses without any apparent inflammatory response. Therefore, it can be concluded that the administration of tildipirosin via different routes in sheep, goats, and horses is safe. The susceptibility of mastitis-causing agents in goats to tildipirosin is generally low under standard conditions. However, Pasteurella multocida from pulmonary diseases in sheep exhibited high sensitivity to tildipirosin. Furthermore, adding serum to the standard culture medium enhanced the potency of tildipirosin. Consequently, antibacterial susceptibility studies for tildipirosin should be conducted under conditions similar to those encountered at the site of infection