Proces wytwarzania antybiotyków jest złożony. Antybiotyk jest rozpuszczany i odzyskiwany z roztworu za pomocą różnych organicznych środków chemicznych. Oczyszczona sproszkowana forma antybiotyku jest następnie pozostawiana przez producenta. Może ona być dalej rafinowana w celu stworzenia różnych produktów. Niniejszy artykuł ma na celu przedstawienie przeglądu tego procesu. Omówimy metodę rozcieńczenia mikrobiologicznego, metodę dyfuzji dyskowej, podejście krzyżowe do badania synergicznego oraz kontrolę jakości.
Z przyjemnością dzielimy się materiałem, który powstał dzięki współpracy z klinikausmiechu.info
Metoda rozcieńczeń mikrobiologicznych
Metoda rozcieńczeń mikrobiologicznych jest wygodną i niezawodną alternatywą dla techniki rozcieńczeń agarowych. Technika ta wykorzystuje małą objętość bulionu, czyli zawiesiny, do określenia wrażliwości na środek przeciwdrobnoustrojowy. MIC rozcieńczeń musi mieścić się w dopuszczalnych granicach. Powinny obejmować dwa przyrosty stężenia powyżej i poniżej MIC. Dolne granice w metodzie mikrorozcieńczeń bulionowych powinny być zbliżone do granic w metodzie rozcieńczeń agarowych.
MIC zostały oznaczone tą metodą i testem E. W porównaniu z MIC innych antybiotyków, metoda mikrorozcieńczeń bulionowych dała wyniki liczbowo podobne do innych metod. Jednak dalsza korekta nie jest możliwa ze względu na ograniczoną liczbę szczepów w próbkach. Wyniki z metody mikrorozcieńczeń bulionowych były zgodne z wynikami z testu E.
Rozcieńczenie mikrobiologiczne jest standardową procedurą badania środków przeciwdrobnoustrojowych i jest to metoda stosowana w większości laboratoriów referencyjnych. W tej metodzie testuje się wiele środków przeciwdrobnoustrojowych w 96-dołkowych plastikowych kuwetach. Podłoże testowe to bulion Mueller-Hinton zawierający 5% zlizowanej krwi końskiej. Organizm jest następnie zawieszany w soli fizjologicznej do poziomu zmętnienia 0,5 wzorca McFarlanda.
Kolejnym krokiem jest użycie multipetera do pomiaru wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojowe. Za pomocą bibuły filtracyjnej impregnowanej antybiotykiem stosuje się krążki. Krążek umieszcza się w płytce agarowej, a do bibuły filtracyjnej dodaje się antybiotyki. Stężenie antybiotyku będzie najwyższe w pobliżu dysku, a wraz ze wzrostem odległości będzie się zmniejszać. Stężenie zostanie rozcieńczone do 64ug/ml.
Metoda dyfuzji dyskowej
W tej technice jako płytkę testową wykorzystuje się dysk. Krążek zawiera znane stężenie antybiotyku. Stężenie to maleje w miarę oddalania się krążka od źródła. Zakłada się również, że antybiotyk jest izotropowy w dwuwymiarowej płycie, co pozwala mu dyfundować z jednego regionu do drugiego. W konsekwencji stężenie antybiotyku jest proporcjonalne do wysokości agaru. Po inkubacji krążka przez osiemnaście godzin można odczytać strefy.
Dyfuzja krążkowa jest również przydatna do wykrywania obecności oporności bakterii na antybiotyki. Krążki są impregnowane różnymi antybiotykami i badane pod kątem ich zdolności do hamowania wzrostu bakterii na nich. Standardowy test dyfuzyjny wykaże gradient stężenia wokół dysku, przy czym oporne szczepy będą rosły bliżej niego. Jednak szczep zmutowany z modułem toksyny-antytoksyny vapBC nie wykazywał zmniejszenia strefy zahamowania.
W przeciwieństwie do tego, metody zautomatyzowane są mniej czułe, mniej subiektywne i mniej elastyczne. Ponadto dają wyniki tego samego dnia, wykorzystują ciągłe odczyty do monitorowania wzrostu i opierają wyniki na kinetyce wzrostu. W porównaniu z metodami manualnymi, metody zautomatyzowane mogą być mniej elastyczne, jeśli chodzi o wybór antybiotyków. Koszt sprzętu używanego do testowania antybiotyków również ma znaczenie. W zależności od sprzętu, może on być zakupiony na własność lub w leasingu. Następnie dochodzą koszty obsługi.
Metoda ta może być wykorzystana do kierowania antybiotykoterapią u pacjentów hospitalizowanych. Wiarygodność jest umiarkowana do wysokiej, chociaż metoda nie mierzy wrażliwości na antybiotyki we wszystkich przypadkach. Jednakże wartości MIC są również ważne dla wyboru właściwego antybiotyku dla danego pacjenta. Ponadto, testy dyfuzyjne są również wykorzystywane do wykrywania poziomu oporności w populacji objętej chorobą. I jak w przypadku każdego innego badania laboratoryjnego, ważne jest, aby wybrać odpowiednią próbkę krwi pacjenta do wykonania testu dyfuzyjnego.
Testy synergiczne podejście krzyżowe
Testy synergiczne są od lat stosowane w produkcji antybiotyków, aby zapewnić siłę działania nowego leku. Obecne metody wykorzystują podejście krzyżowe do określenia synergii dwóch lub więcej leków. Jest to szczególnie przydatne w przemyśle farmaceutycznym, gdzie oporność krzyżowa antybiotyków może mieć decydujące znaczenie dla wyniku badania leku. Badanie synergii antybiotyków jest powszechną praktyką i może być przeprowadzane przez każdą firmę farmaceutyczną w celu zapewnienia, że jej produkty mają najwyższy potencjał terapeutyczny.
Metody stosowane w testach synergicznych są szeroko klasyfikowane na dwa główne podejścia. Po pierwsze, istnieje tradycyjne podejście krzyżowe, które wykorzystuje te same antybiotyki do badania ich synergii. W metodzie krzyżowej stosuje się dwa antybiotyki na jednej płytce agarowej zaszczepionej bakteriami. Po godzinie usuwa się pasek testowy. Następnie na tym samym miejscu umieszcza się drugi pasek z dwoma wcześniej ustalonymi wartościami MIC.
Po drugie, w produkcji antybiotyków istnieją dwie metody podejścia krzyżowego. Podejście szachownicowe polega na dodaniu dwóch leków w seryjnych rozcieńczeniach. Podejście to ma jednak swoje ograniczenia. Istnieją dwie różne metody obliczania synergii i obie metody są ważne. Ogólnie rzecz biorąc, metoda wyboru pomiędzy tymi dwoma metodami jest najbardziej wiarygodna. Obie metody są wysoce porównywalne przy porównywaniu wyników różnych próbek.
Istnieje wiele wyzwań związanych z podejściem krzyżowym w produkcji antybiotyków. Istnieje jednak kilka metod oceny synergizmu leków. Jedną z nich jest test time-kill. Test ten liczy kolonie w czasie, gdy są one wystawione na działanie różnych antybiotyków. W przeciwieństwie do tablicy szachownicowej, testy time-kill mierzą jak dobrze dany antybiotyk działa w połączeniu. Test time-kill wykorzystuje podejście seryjne i pozwala na dokładniejszą ocenę synergii leków przeciwbakteryjnych.
Kontrola jakości
Przemysł farmaceutyczny zwiększył ostatnio wysiłki w celu zmniejszenia wpływu swojej produkcji antybiotyków na środowisko. Brakuje im jednak przejrzystości i odpowiedzialności za poziom emisji antybiotyków w przemyśle. Odmawiają również ujawnienia podwykonawców, z których korzystają lub poziomów zanieczyszczenia antybiotykami, które pozostawiają w środowisku. Chociaż upoważnione agencje mogą uzyskać informacje na temat podwykonawców i przeprowadzić inspekcje kontroli jakości, takie informacje nie są publicznie ujawniane. Nieprzejrzystość łańcucha dostaw zniechęca rządy do podejmowania działań. Można jednak wywierać presję na firmy farmaceutyczne, aby poprawiły jakość tego procesu.
Aby zwalczyć rosnące ryzyko oporności na antybiotyki, państwa konsumenckie o wysokim dochodzie muszą podjąć działania na poziomie krajowym i międzynarodowym. Obejmuje to wywieranie nacisku na instytucje w krajach producenckich i podmioty przemysłowe w celu podniesienia jakości antybiotyków. Jednym z możliwych początków są dobrowolne docelowe stężenia ustalone dla 111 antybiotyków, które zostały przytoczone w brytyjskim przeglądzie AMR. To docelowe stężenie zostało później przyjęte przez wielu wiodących producentów antybiotyków i jest podstawą proponowanych regulacji w Indiach.
Po wyprodukowaniu antybiotyku jest on następnie transportowany do końcowej stacji pakowania. Antybiotyki te są układane w kartony i ładowane na ciężarówki. Stamtąd są wysyłane do dystrybutorów i aptek. Cały proces może trwać od pięciu do ośmiu dni. FDA ma ścisłe zasady dotyczące produkcji antybiotyków, więc muszą one mieć ścisłe kontrole jakości. A proces produkcji musi być z nimi zgodny, aby chronić społeczeństwo. Jest to złożony proces obejmujący wiele etapów.
Proces produkcji antybiotyków rozpoczyna się od izolacji i wzrostu mikroorganizmu. Organizm ten musi być wyizolowany, hodowany w płynnym podłożu wzrostowym, a następnie oczyszczony. Następnie produkt antybiotykowy musi przejść rygorystyczne testy, aby zapewnić jego jakość. Proces ten może zostać zrujnowany przez zanieczyszczenie produkcji antybiotyku obcymi mikrobami. Końcowe produkty produkcji antybiotyków muszą być czyste i sterylne.
Koszt
Badania nad antybiotykami są kosztowne. Proces rozpoczyna się od badań podstawowych w celu przetestowania tysięcy różnych kandydatów na antybiotyki. Ten etap może trwać latami. Zidentyfikowanie substancji zabijających bakterie jest stosunkowo łatwe, ale ich opracowanie jest o wiele bardziej skomplikowane. Następnie, po przejściu przez testy przedkliniczne, lek przechodzi do kolejnej fazy – badań klinicznych, w których jest testowany na ludziach. Badania kliniczne obejmują zwykle trzy fazy i wymagają wielu zasobów, infrastruktury i wiedzy.
Naukowcy przeanalizowali koszty testów według patogenów i bakterii, aby określić koszty testowania antybiotyków. Badanie to skupiło się na kosztach testowania antybiotyków w Stanach Zjednoczonych, które często występują w placówkach służby zdrowia. Ponadto badacze wzięli pod uwagę miejsce zakażenia i kiedy występuje ono podczas hospitalizacji. Szacunki kosztów zostały następnie pomnożone przez liczbę przypadków infekcji zgłoszonych w kraju w latach 2012-2017. Po ustaleniu tych liczb obliczyli całkowity koszt związany z testowaniem antybiotyków.
W badaniu stwierdzono, że lekarze zazwyczaj przepisują antybiotyki, nie znając kosztów leku, i że udostępniając dane o kosztach, można zmienić zachowanie lekarzy. W dwóch szpitalach opieki trzeciorzędowej badacze wykorzystali dane kosztowe do określenia liczby antybiotyków przepisanych na pacjenta po otrzymaniu wyników badania lekowrażliwości. Średnia liczba antybiotyków przepisanych na pacjenta zmniejszyła się o prawie dwa dolary po otrzymaniu testów wrażliwości antybiotyków. W badaniu stwierdzono również, że antybiotyki wybrane w ramach systemu informacji zwrotnej o kosztach były równie skuteczne i przepisywane rzadziej.
AST nie są obecnie dostępne dla pacjentów spoza szpitala. Obecne testy diagnostyczne zostały zaprojektowane z myślą o pacjentach hospitalizowanych, a wiele z nich nie jest wykorzystywanych w opiece ambulatoryjnej. Ponieważ testy te wymagają kilku rund hodowlanych i wysokich poziomów obciążenia przeciwdrobnoustrojowego, ich wykonanie zajmuje często dni lub tygodnie. Ponadto, typowe AST oparte na wzroście może trwać kilka dni. Ważne jest, aby rozważyć czas trwania i złożoność tych badań.
Podobne tematy