Download Relationships between estimated antimicrobial usage and

Resistencia a los
Antimicrobianos en
Rodeos Lecheros
Pamela Ruegg, DVM, MPVM
University of Wisconsin-Madison
Algunos Conceptos Breves
• Antibiótico
– Sustancia de origen
microbiano activa contra
otros microbios
• Antimicrobiano
– Cualquier sustancia que
mata microbios
• Mecanismo de Acción
– Interfieren con procesos
bacterianos específicos
necesarios para el
crecimiento o división
celular
• Bactericida
– Mata bacterias
• Bacteriostático
– Inhibe crecimiento bacteriano
– Compuestos pueden ser
• ..static a la MIC
• ..cidal a alta concentración
– MBC
• Si MIC & MBC son
parecidos
– Bactericida
• Si MIC & MBC son muy
diferentes
– Bacteriostático
Controversias en el Uso de
Antimicrobianos
• El uso de antimicrobianos en
animales de producción es
Antes de la
controvertido
Selección
• Dos mecanismos potenciales
pueden afectar la saludObjetivo
humana
la relación
entre
– Revisar
Incrementando
el riesgo
de el uso de antimicrobianos
Immediatamente Post
residuosy la resistencia a los antimicrobianos
Tratamiento
enfocados
en el tratamiento
de mastitis
• Mecanismos
reguladores
se
encargan de esto
– Influenciando la generación o
selección de patógenos alimenticios
resistentes
Población Final
Conceptos de Resistencia
• Resistencia Clínica
• Resistencia Natural
(intrínseca)
– Falla en alcanzar una
concentración inhibitoria
al punto de la infección
– Bacterias Gram neg. que
son impermeables al
antibiótico
• Resistencia
Microbiológica
– Natural (intrínseca)
– Adquirida
G-
G+
• Resistencia adquirida
– Bacterias previamente
susceptibles se vuelven
resistentes
Photos from J D Hendrix; w3.science.kennesaw.edu
Chequeo de Susceptibilidad en
Medicina Veterinaria
• Dos Métodos básicos
usados comúnmente
– Difusión en disco Agar
• KBDD
– Microdilución en caldo
• Todos los tests de
susceptibilidad miden la
habilidad del antibiótico
para inhibir el
crecimiento bacteriano
in vitro
Difusión en Disco Kirby-Bauer
• El organismo es aislado por
crecimiento en un medio
primario
• Un inóculo estandarizado es
aplicado en un agar MuellerHinton
• El aislamiento es clasificado
como susceptible,
intermedio o resistente
– Basado en standards
desarrollados por el Clinical
Laboratory Standards Institute
(CLSI or NCCLS)
Microdilución en Caldo
• El organismo es aislado por
crecimiento en un medio
primario
• EL inóculo estandarizado es
colocado en una serie de
diluciones del antimicrobiano
• Incubación por 16-20 horas
• Sistemas automatizados son
mas comunes
– Senstitre (TREK)
• Realizado usualmente
utilizando paneles
estandarizados
Interpretacion de la Microdilución en
Caldo
• Usa los Standards CLSI
• Alícuotas de 50 μL
contienen 105 ufc/mL
• Receptáculos con doble
concentración de
antimicrobianos
• Concentración
Inhibitoria Mínima (CIM)
– Concentración mas baja
que inhibe
completamente el
crecimiento bacteriano
R
R
R
R
R
S
S
Que Significa Susceptible?
• Susceptible
– …”existe una alta probabilidad de un resultado clínico
favorable cuando la droga se administra a la dosis indicada en el
prospecto, debido a parámetros farmacodinámicos adecuados
relacionados con el MIC para el organismo causal
• Intermedio
– Un antibiótico que se puede utilizar a altas dosis o que se
concentra en el lugar de la infección
• Resistente
– Implica que no habrá una respuesta clínica favorable porque
las concentraciones sistémicas del compuesto serán menores
que el MIC del agente causal cuando se usan dosis normales
– O se refiere a mecanismos de resistencia microbianos
específicos
• β-lactamasas
Origen de los criterios de interpretación
CLSI M31-A2
Origen del
Criterio
A. Criterios
Específicos
Veterinarios
Bovinos
Mastitis Bovina
Ceftiofur, Enrofloxacin,
Penicillin-novobiocin,
Florfenicol,
Pirlimycin, Ceftiofur
Spectinomycin, Tilmicosin
B. Criterios humanos Amoxicillin, Ampicillin,
Interpretativos
Erythromycin, Penicillin
Sulfonamides;
Tetracycline
Ampiciliin; Cephalothin;
Cloxacillin’
Erythromycin;
Penicillin; Tetracycline
C. Aprobados por el
FDA pero sin
criterios aprobados
Neomycin; Streptomycin;
Tylosin, Virginiamycin
Novobiocin
D. Fuera de
prospecto; criterios
no aprobados```
Amikacin, Gentamycin,
TMS
Ninguno
Uso de Antimicrobianos en Tambos
Treatment practices & quantification of antimicrobial drug usage in
conventional and organic dairy farms in Wisconsin,
Pol & Ruegg, 2007, JDS 90:249-261
Relationship between antimicrobial drug usage and antimicrobial susceptiblity
of Gram-positive mastitis pathogens
Pol and Ruegg, 2007, JDS 90:262-273.
Uso de Antimicrobianos en Vacas
Lecheras- Mastitis Clínica • Razón principal para usar
antimicrobianos en vacas
lecheras adultas
– (Mitchell et al., 1998)
• Casos tratados vía IMM y
parenteral
– (Zwald et al., 2004; Kirk et al., 2005)
• Cephalosporin y pirlimycin son los
mas usados
– (Kirk et al., 2005; Sato et al., 2005;
Sawant et al., 2005)
• Tambos orgánicos no usan
antimicrobianos
– (Zwald et al., 2004; Sato et al., 2005)
Uso de Antimicrobianos en Vacas Lecheras
- Terapia de Secado • Tratamiento masivo de la
vaca seca ha sido
adoptado ampliamente
– 92% de tambos
en WI
La Pregunta
Central??
• Rodrigues
& Ruegg,
2005
A cuantos
antibióticos
están expuestas
• Cephapirin y las vacas de tambo?
Contribuye esta exposición al problema de resistencia?
Penicillin/streptomycin
son
Necesitamos cambiar nuestras
las drogas mas
usadas
practicas
de tratamientos?
– NAHMS-Dairy 2002
Objetivos
• Desarrollar
– Un estimador cuantitativo
de la exposición a
antimicrobianos a nivel del
tambo
• Estudiar
– La relación del uso de
antimicrobianos y la
susceptibilidad de estos
por patógenos
responsables de mastitis
Martin Pol
Cuantificación del Uso de
Antimicrobianos – Porque es difícil?
– Dosis diferentes
101 to 200
>200
100%
80%
60%
40%
20%
0%
Pa
p
Er Ca er
as len
d
ab
le ar
Do
N boa
n´ o
re rd
t
c
us
e ord
an
s
ti
bi
...
• mg, IU
50 to 100
er
– Unidades Diferentes
<50
pu
t
• IMM, IM, SQ, tópica
Dairy Farms (n = 567)
Co
m
– Diferentes rutas
Treatment Records on Wisconsin
Percent of Farms
• Tambos chicos no tienen
registros de los
tratamientos y usos de
los antimicrobianos
• Falta de unidades de
medición Standard
Hoe and Ruegg, 2005, J Dairy Science
Relevamiento sobre el uso y resistencia
de Antibióticos
Materiales y Métodos
• Selección del rodeo
– 20 tambos orgánicos
• Orgánicos Certificados 3+años
– 20 tambos convencionales
• TVS Comprensivo 5+ años
– Vacas Multíparas
– BTSCC > 250,000 cels/mL
• Clave de Selección:
tambos que representen
un rango amplio de uso de
antimicrobianos
Recolección de Datos
• Cuestionario
– Extenso (84 preguntas)
– Individual y en el tambo
individual
– Entrevista de 45 a 120 min
– Manejo
– Uso de Antimicrobianos
– Enfermedades
•
•
•
•
Mastitis
Respiratorias
Metritis
Infecciones podales
Exposición Total Anual Estimada Para
Todos Los Antimicrobianos
• Mg o IU totales de cada compuesto utilizadas por vaca
por año
Mg o IU totales de cada compuesto utilizadas por año
Número de vacas en ordeñe
Tomorrow = 230,400 mg = 960 mg / vaca / año
240 vacas
Quartermaster (P) = 192 x 106 IU = 800,000 IU /vaca / año
240 vacas
Dosis Diaria Definida
• Dosis Diaria Definida
– Dosis máxima que un animal adulto (680 kg) recibiría
siguiendo la prescripción del FDA
• Una DDD fue calculada para cada compuesto
Compuesto
Cephapirin DCT
Penicillin DCT
Ceftiofur
Ampicillin
Dosis / unidad
(por tubo o mL)
300 mg
1 106 IU
50 mg
50 mg
Unidad / día
(mL o Tubo)
4 tubes
4 tubes
29.9 mL
150 mL
DDD
(mg/IU)
1200
4 106
1496
7500
Medida Standard de exposición a
Antimicrobianos
• Número de DDD por vaca por año
Mg o IU totales de un compuesto “X” usado por vaca
por año
Dosis Diaria Definida del compuesto “X”
Tomorrow =
960 mg/vaca/año
1200 mg
= 0.8 DDD/vaca/año
Quartermaster = 800,000 IU/vaca/dia = 0.2 DDD/vaca/año
4 106 IU
Exposición a Antimicrobianos
1.5 DDD/Vaca/Año para el Tratamiento de Vaca Seca
DDD por vaca por año
Rodeos
Media
SE
Min
Max
Penicillin
18
0.62a
0.08
0.03
1.00
Streptomycin
18
0.62a
0.09
0.03
1.00
Cephapirin
15
0.55a
0.08
0.03
1.00
Novobiocin
3
0.22
0.12
0.20
0.44
Penicillin
5
0.43
0.31
0.01
1.66
Tetracycline
4
0.37
0.32
0.01
1.33
Tylosin
4
0.13
0.13
<0.01
0.53
IMM DCT
Parenteral DCT
Exposición a Antimicrobianos
2 DDD/Vaca/Año para Mastitis Clínica
DDD por vaca por año
Rodeos
Media
SE
Min
Max
Cephapirin
18
1.31a
0.57
0.03
10.34
Pirlimycin
15
0.70a
0.25
0.01
3.74
Amoxicillin
8
0.66a
0.28
0.15
1.97
Penicillin
7
0.68a
0.51
0.02
3.74
Tetraycline
7
0.12a
0.05
0.02
0.40
Ceftiofur
6
0.47a
0.37
0.02
2.31
Ampicillin
6
0.04b
0.02
0.01
0.12
IMM CM
Parenteral CM
Otras Enfermedades
Patas – 0.39; Metritis – 0.32; Pneumonia – 0.14 ddd/vaca/año
DDD por vaca por año
Rodeos
Media
SE
Min
Max
Ceftiofur
13
0.33a
0.16
0.01
2.23
Tetracycline
11
0.05b
0.02
<0.01
0.19
Ceftiofur
17
0.07a
0.02
0.01
0.29
Tetracycline
6
0.06a
0.03
<0.01
0.17
Ampicillin
8
0.01b
<0.01
<0.01
0.03
Ceftiofur
17
0.19a
0.04
0.01
0.52
Penicillin
7
0.14a
0.05
0.04
0.46
Tetracycline
12
0.06b
0.01
0.01
0.15
Patas
Respiratory
Uterinos
Exposición a Antimicrobianos
Uso General
• Cada vaca fue expuesta
a
IMM
DCT
28%
– 5.4 DDD de antimicrobiano
por año
• Compuestos IMM 66%
• Parenteral
– 83%
34%
IMM
CM
38%
– 34%
• Relacionados con
Mastitis
PAR
CM
17%
PAR
IMM CM
IMM DCT
PAR CM
PAR DCT
PAR Patas
PAR RES
PAR MET
Relación entre el uso de
antimicrobianos y la Susceptibilidad
antimicrobiana de patógenos
causantes de mastitis
Recolección de Bacterias
• Muestreo
– Vacas Multíparas
– Muestra de cuarto
• No mas de 50 vacas
por tambo
• Procedimientos de
laboratorio NMC
• Determinación de
valores MIC usando
el Senstitre System
Materiales y Métodos
• Exposición a Antimicrobianos
– DDD por vaca por año
• Todas las vías de administración y enfermedades
• Categorías de Exposición Antimicrobiana (para
cada uno de 10 antimicrobianos)
– Sin exposicion : Tambos que no usan antimicrobianos
– Baja exposicion: Tambos que no usaban los
antimicrobianos seleccionados o los usaban muy, muy
poco
– Alta exposicion: Tambos que usaban los
antimicrobianos seleccionados
HERDS
7
id
e
20
fu
r
Pe
ni
ci
llin
Pi
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m
yc
in
Am
pi
ci
llin
Te
tra
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cl
in
e
Ce
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o
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n
am
ha
p
lfo
n
Ce
p
Su
DDD cow yr
Uso de Antimicrobianos
2
1.5
IMM
20
20
15
14
PAR
1
0.5
0
17
Inhibición a la mas baja concentración testeada
Staph aureus (n = 52 conv. & 85 organic)
6X mas
probable
de ser
resistente
8X mas
probable
de ser
resistente
Conventional
Organic
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Amp
Ceft.
Ceph.
Ery.
Oxa.
Pen.
Pen/Nov
Pirl.
SDM
Tet
CIM Basada en Exposición a
Antimicrobianos
• No diferencia en
susceptibilidad para:
• S. aureus :
–
–
–
–
–
–
–
–
Ampicillin
Ceftiofur
Cephalotin
Erythromycin
Oxacillin
Penicillin/novobiocin
Sulphadimetoxine
Tetracycline
• CNS:
–
–
–
–
–
Ceftiofur
Cephalotin
Oxacillin
Penicillin/novobiocin
Sulphadimetoxine
• Strep. spp.
–
–
–
–
–
–
–
–
Ampicillin
Ceftiofur
Cephalotin
Erythromycin
Oxacillin
Penicillin
Penicillin/novobiocin
Sulphadimetoxine
Mayor Uso de Penicillina Y Pirlimicina fue
Asociado con Mayor CIM para S. aureus
• Pencilina
• Sin exposicion: 0.12
• Baja exposicion : 0.15
• Alta exposicion: 0.16
• Pilimicina
– Media MIC (μg/mL)
• Sin exposicion: 0.54
• Baja exposicion: 0.63
• Alta exposicion: 0.74
Proportion of Survivors
– Media MIC (μg/mL)
1.0
0.8
0.6
ORG : 0.0 DDD
CON-L: 0.26 Pen
& 0.05 Pi DDD
CON-H: 1.32 Pen
& 0.94 Pi DDD
0.4
0.2
0.1 0.2
0.5
1 0.0Antimicrobial Concentration
Mayor Uso de Ampicilina, Penicilina, Pirlimicina Y
tetraciclina fue Asociado con Mayor CIM para CNS
– Sin exposicion : 0.13 (μg/mL)
– Baja exposicion : 0.16
– Alta exposicion : 0.36
•
Media MIC Penicilina
– Sin exposicion : 0.14
– Baja exposicion : 0.18
– Alta exposicion : 0.56
•
Media MIC Pilimicina
– Sin exposicion 0.54
– Baja exposicion : 1.18
– Alta exposicion : 1.39
•
1.0
Media MIC Ampicilina
Media MIC Tet
– Sin exposicion : 1.20
– Baja exposicion : 1.85
– Alta exposicion : 2.07
ORG :
Proportion of Survivors
•
0.0 DDD
CON-L: < 0.01 DDD
0.8
CON-H:
0.58 DDD
0.6
Ampilcina
0.4
0.2
C:1
0.0
0.5 1
2
Antimicrobial Concentration
8
Resumen y Conclusiones
• La mayoría de las vacas lecheras esta expuesta a
antibióticos y la mayoría de esta exposición se debe a
mastitis
• La mayoría de los aislamientos fueron inhibidos a la
concentración mas baja de la mayoría de los
antimicrobianos
• En general, la mayoría de los patógenos fueron
susceptibles a los antimicrobianos estudiados
• MIC50, MIC90, y la proporción de los aislamientos
susceptibles no fueron útiles para el estudio de la
distribución del MIC
• Existe claramente algo de selección para la aparición de
resistencia
– Macrolide & lincosomides parecen ser los mas afectados
Resumen y Conclusiones
• El análisis estadístico mostró un incremento en el
CIM para:
– Todos los patógenos en base a la exposición a pirlimicina
– CNS y S. aureus en base a la exposición a penicilina
– CNS y Strep. spp. en base a la exposición a tetracycline
• Un efecto dosis-respuesta fue observado entre
exposición y CIM para las diferentes combinaciones
antimicrobiano-patógeno
• Exposición a la cephapirin no resultó en diferencias
a la susceptibilidad antimicrobiana
Que Significa Esto Para el Veterinario
del Tambo?
•
•
Incrementos en la exposición a antimicrobianos va a
seleccionar poblaciones resistentes
Algunas clases de drogas son mas importantes para la
salud humana
– fluoroquinolonas
•
•
•
Algunas clases de drogas adquieren y promueven
resistencia mas fácilmente
Uso Terapéutico (dosis altas y duración apropiada)
tienen menor riesgo que bajas dosis por tiempo
prolongado
La profesión veterinaria tiene la responsabilidad de:
– Educación a los clientes acerca del uso apropiado de las
drogas
– Saber que la formulación de compuestos prohibidos es
totalmente inapropiado
Nuestro Equipo de Investigación
•
•
•
•
•
•
•
•
Carol Hulland
Fernanda Hoe
Ana Carolina Rodrigues
Talita Amaral
Jose Pantoja
Katie Hohmann
Connie Cordoba
Extensionistas
– Tina Kohlman; Irv Possin;
Ken Bolton; Lee Milligan;
Vance Haugen; Zen Miller
• Las Familias Tamberas
que Participaron