Open Access

Im Rahmen der Sepsis besitzt die Mikrozirkulation und insbesondere die intestinale Mikrozirkulation eine tragende Rolle in Bezug auf Organversagen und septischen Schock und ist somit ausschlaggebend für die Prognose septischer Patienten. Unser Anliegen bestand darin den antiinflammatorischen Einfluss der Antibiotika Linezolid und Tigecyclin auf die intestinale Mikrozirkulation septischer Ratten zu untersuchen. Linezolid, ein Vertreter der synthetischen Oxazolidinone, wird häufig in der Therapie der schweren gram-positiven Sepsis eingesetzt. Tigecyclin ist ein Vertreter der Glycylcycline, einer neuen Klasse von Antibiotika, und besitzt bakteriostatische Aktivität gegen ein breites Spektrum gram negativer und gram positiver Bakterien. Für unsere Untersuchungen nutzten wir das Colon ascendens Stent Peritonitis (CASP) Modell. Die Beurteilung der intestinalen Mikrozirkulation erfolgte mittels Intravitalmikroskopie. Linezolid führte zu einer statistisch signifikanten Verbesserung der intestinalen Mikrozirkulation. Die FCD der Lamina muscularis longitudinalis wurde um 30 % gesteigert, die FCD der Lamina muscularis circularis um 37 % und die FCD der Mukosa steigerte sich sogar um 64 % (p < 0,05). Linezolid besaß zudem Einfluss auf die Leukozyten Endothel Interaktionen der septischen Tiere. So sank die Anzahl temporär mit dem Endothel interagierender Leukozyten in den V1 Venolen der Submukosa um 40 % und die der adhärenten Leukozyten um 32 % signifikant (p < 0,05). Tigecyclin zeigte ebenfalls einen positiven Einfluss auf die intestinale Mikrozirkulation der septischen Tiere. Die FCD der Lamina muscularis longitudinalis verbesserte sich signifikant um 20 %, die FCD der Lamina muscularis circularis um 15 % und die FCD der Mukosa um 43 % (p < 0,05). In der Submukosa reduzierte Tigecyclin die Anzahl der adhärenten Leukozyten in den V1 Venolen signifikant um 58 % und in den V3 Venolen um 66 % (p < 0,05). Linezolid und Tigecyclin besitzen folglich neben ihren antimikrobiellen Eigenschaften auch eine antiinflammatorische Wirkung im CASP Modell der Sepsis. In klinischen Studien sollte die antiinflammatorische Wirkung und ihr Nutzen für die Therapie septischer Patienten untersucht werden, um ein weiteres Kriterium für die Auswahl der Antibiotika zur Sepsistherapie zu finden.

Transportproteine spielen für viele Arzneistoffe eine bedeutende Rolle bei der Absorption, Verteilung und Elimination und können folglich auch maßgeblich über die Anflutung eines Wirkstoffs am Ort der Wirkung und / oder Nebenwirkung(en) entscheiden. Ziel dieser Arbeit war es, die Affinität von Tigecyclin zu hepatischen Aufnahme- und Effluxtransportern zu bestimmen. Aus pharmakokinetischen Studien war bekannt, dass das Glycylcyclin hauptsächlich hepatisch ausgeschieden wird, wobei die zugrundeliegenden molekularen Transportmechanismen unbekannt waren, d.h. wie Tigecyclin von den Hepatozyten aufgenommen wird und wieder in die Galle bzw. in das Blut abgegeben wird. Die physikochemischen Eigenschaften der Substanz (logP-Wert: 0,8; pKs-Wert: 0,25/ 8,76) sprechen gegen eine rein passive Diffusion über biologische Membranen. Um den hepatozellulären Aufnahmetransport aufzuklären, wurden Kompetitionsversuche und direkte Aufnahmeversuch mit Hilfe von stabil transfizierten HEK293-Zellmodellen, die Transportproteine der SLC- und SLCO-Familie stabil überexprimieren, durchgeführt. Unter Verwendung von inside-out-Vesikeln wurde der Effluxtransport von Tigecyclin über MRP2- und MRP3-Transporter untersucht. Um sicher zu gehen, dass die Zellmodelle funktionstüchtig sind, wurde deren Funktionalität vor jedem Versuch mittels bekannter Standardsubstrate und Standardinhibitoren bestätigt. Die direkten Aufnahmeversuche wurden mittels LC-MS/MS analysiert. Tigecyclin zeigte im verwendeten Konzentrationsbereich und den angewendeten Inkubationszeiten keine zytotoxische Wirkung auf die Versuchszellen. Mit den Kompetitionsassays konnte nachgewiesen werden, dass Tigecyclin einen hemmenden Einfluss auf den Transport von bekannten OATP1B3- und OATP2B1-Referenzsubstraten hat, jedoch keine Beeinflussung von OATP1B1 und NTCP zeigte. Des Weiteren konnte in direkten Aufnahmeversuchen gezeigt werden, dass Tigecyclin ein Substrat des ubiquitär exprimierten Transporters OATP2B1 ist. Ein signifikanter Nachweis, dass Tigecyclin ein Substrat von OATP1B1-, OATP1B3- und NTCP-Transportern ist, gelang jedoch nicht. Im Bezug auf Effluxtransporter konnte eine Kompetition von Tigecyclin mit dem MRP2- und MRP3-vermittelten Transport in inside-out-Vesikeln nachgewiesen werden. Ein direkter Transport von Tigecyclin über die Vesikel ließ sich jedoch nicht beweisen. Aufgrund methodischer Schwierigkeiten und der sehr begrenzten Bearbeitungszeit, konnten die Versuche nicht oft genug durchgeführt und keine entsprechend belastbaren Daten generiert werden. Zusammenfassend kann aus den durchgeführten Untersuchungen abgeleitet werden, dass Tigecyclin ein Substrat von OATP2B1 ist und OATP2B1 somit möglicherweise für die hepatische Aufnahme des Arzneistoffes verantwortlich ist. Ob noch andere Transporter eine Rolle spielen, bleibt weiterhin unbekannt. Auch die konkrete Transportkinetik mit der Affinität (Km) und der Transportkapazität (vmax), bleibt nach diesen Versuchen noch unklar. Des Weiteren legen die Ergebnisse dieser Arbeit nahe, dass bei gleichzeitiger Tigecyclin-Gabe ein gewisses Risiko für unerwünschte pharmakokinetische Interaktionen mit Substraten der Transporter OATP1B3, OATP2B1, MRP2 und MRP3 besteht. Als Fazit kann gesagt werden, dass mit dieser Arbeit ein Beitrag zur Aufklärung des Arzneimitteltransports und der Transporteigenschaften von Tigecyclin in den Hepatozyten geleistet werden konnte. Zusätzlich konnten weitere Erkenntnisse zur Kompetition gewonnen werden. In wie weit die in vitro Resultate auf in vivo Mechanismen übertragbar sind, ist unklar und bietet Möglichkeiten für weiterführende Untersuchungen.