CHEMIOTERAPIA ZAKAŻEŃ GRZYBICZYCH
Do leczenia grzybic, zwłaszcza wywoływanych przez dermatofity, na przestrzeni lat wprowadzono wiele różnych związków chemicznych. Do środków stosowanych dawniej zalicza się sole rtęci. Związki chloru (podchloryny) oraz jodu (jodki) mają już też znaczenie historyczne, jakkolwiek niekiedy używane są jako antyseptyki lub chemioterapeutyki w leczeniu grzybic skóry, rzadziej w leczeniu ogólnoustrojowym (jodki). W leczeniu powierzchownych i skórnych dermatofiz ma zastosowanie dość duża liczba preparatów (maści, zasypki, zawiesiny), zawierających w swoim składzie organiczne związki rtęci lub chloru, jod, pochodne fenolu, kwas salicylowy i jego chlorowcopochodne, aromatyczne siarczki i sulfoniany, pochodne 8-hydroksychinolony, barwniki, mydła inwertowane i inne.
Chemioterapeutyki przeciwgrzybicze są reprezentowane przez różne grupy strukturalne o różnych właściwościach farmakologicznych, a co najważniejsze o różnym zakresie działania przeciwgrzybiczego.
Do głównych grup chemioterapeutyków przeciwgrzybiczych, które obecnie mają najszersze wykorzystanie w praktyce klinicznej, należą: antybiotyki przeciwgrzybicze oraz syntetyczne chemioterapeutyki z grupy imidazoli (azole) i flucytozyna. Ostatnio do leczenia wprowadzono także pochodne pirydynonu i morfiny oraz alliloaminy.
ANTYBIOTYKI PRZECIWGRZYBICZE
Znanych jest kilkaset antybiotyków przeciwgrzybiczych, z których nieliczne tylko znalazły praktyczne wykorzystanie. Antybiotyki (biogenne pochodne) przeciwgrzybicze dzieli się na dwie podstawowe grupy:
1) antybiotyki makrolidowe polienowe (makrocykliczna budowa),
2) antybiotyki niepolienowe.
MAKROLIDOWE ANTYBIOTYKI POLIENOWE
Są to biologiczne produkty metabolizmu promieniowców (Streptomyces). W cząsteczce ich występuje wieloczłonowy pierścień z chromoforowym fragmentem polienowym zamkniętym wiązaniem laktonowym. Polienowe fragmenty cząsteczek zawierają od trzech do siedmiu sprzężonych wiązań podwójnych nienasyconych. Liczba tych wiązań jest podstawą dalszego ich podziału na: treny, tetraeny, pentaeny, heksany i heptaeny.
Jako regułę można przyjąć, że antybiotyki, które mają zastosowanie w leczeniu grzybic, w swoim zakresie działania nie obejmują bakterii. Antybiotyki polienowe wykazują działanie grzybobójcze wobec większości grzybów patogennych dla człowieka, zwierząt, roślin oraz odmian saprofitycznych. Dotyczy to dermatofitów, drożdżaków i grzybów drożdżopodobnych, grzybów bimorficznych, wszystkich grzybów pleśniowych (pleśniaków). Niektóre antybiotyki polienowe, oprócz działanie grzybobójczego, wykazują działanie pierwotniakobójcze (trychomycyna, natamycyna) oraz takie działanie wobec wyższych alg i wobec bakterii z rodzaju Mycoplasma, wzrastających w środowisku steroli.
Aktywność przeciwgrzybicza polienów jest tym wyższa, im większy jest pierścień laktonowy oraz stopień jego nienasycenia. Oznacza to, że antybiotyki przeciwgrzybicze z grupy heptaenów (amfoteryczna B) charakteryzują się najwyżsaż aktywnością przeciwgrzybiczą. Jednocześnie wraz z aktywnością przeciwgrzybiczą i wielkością cząsteczek antybiotyków polienowych wzrasta ich toksyczność w stosunku do komórek człowieka i zwierząt.
Antybiotyki polienowe działają na błony komórkowe zawierające sterole. Podstawą farmakologicznego działania są różnice w ich powinowactwie do błon komórkowych zawierających ergosterol, charakterystyczny dla drobnoustrojów eukariotycznych (grzyby) i błon komórek zwierzęcych zawierających cholesterol. Dzięki temu, że wrażliwość na antybiotyki polienowe grzybów zawierających ergosterol jest wyższa niż komórek zwierzęcych zawierających cholesterol, możliwe jest w ogóle stosowanie tych związków jako leków.
Antybiotyki polienowe tworzą ze sterolami kompleksy związane przez chromofor, stabilizowane przez sły hydrofobowe lub przez tworzenie wiązania wodorowego. W wyniku tego następuje reorientacja cząsteczek steroli, co powoduje uszkodzenie błony cytoplazmatycznej i wypływ z komórki najpierw jonów potasu, a następnie jonów o większej średnicy, cząsteczek obojętnych i makrocząsteczek, W błonie plazmatycznej powstają kanały, dochodzi do całkowitego zniszczenia integralności błony, co pociąga za sobą zahamowanie procesów metabolicznych komórki, prowadząc do jej śmierci.
W lecznictwie znalazły zastosowanie nieliczne antybiotyki polienowe z grupy tetraenów (nystatyna, polifungina inne, np. pimarycyna) oraz amfoterycynaB (heptaen).
NYSTATYNA produkowana jest przez wiele firm farmaceutycznych i znana jest pod różnymi nazwami (np. Mycostatin, Moronal, Fungicidin), w postaci: drażetek, tabletek doustnych i dopochwowych, maści, zawiesiny, kropli, kremów, żeli, pudrów i zasypek. Często występuje w preparatach skojarzonych.
Większość szczepów grzybów patogennych dla ludzi charakteryzuje się wartościami MIC nystatyny 0,04-12,5 mg/l. Dotyczy to: Candida, Cryptococcus, Geotrichum, Aspergillus, Blastomyces, Coccidioides i Histoplasma. Stężenie nystatyny (MIC w mg/l) hamujące wzrost takich grzybów jak: Sporothrix, Microsporum, Epidermophyton i Trichophyton, są wyższe i są w zakresie 3,1-62,5 mg/l.
POLIFUNGINA jest oryginalnym polskim antybiotykiem przeciwgrzybiczym, stanowiącym kompleks kilku antybiotyków tetraenowych: polifunginy A1 i A3 (identyczne z nystatynami A1 i A3), A2 i B. Obecność polifunginy B w kompleksie decyduje o tym, że moc biologiczna Rego kompleksu jest wyższa od mocy biologicznej kompleksu nystatyny. Polifungina ma zakres działania taki sam jak nystatyna, z tym że aktywnośc mierzona wartościami MIC w mg/l jest niższa niż nystatyny wobec tych samych szczepów grzybów. Większa wrąliwość na polifunginę dotyczy szczepów z rodzaju Candida (Torulopsis), Epidermophyton i Aspergillus.
NATAMYCYNA (piramycyna) znana pod nazwą „Pimafucin” charakteryzuje się dużą aktywnością wobec drożdżaków i grzybów drożdżpodobnych, grzybów pleśniowych oraz wobec dermatofitów. Natamycyna działa również na niektóre pierwotniaki: Trichomonas vaginalis, T. intestinalis, Giargia lamblia i Chilomastix nesnili, Na Entamoeba histolytica antybiotyk ten nie działa.
AMFOTERYCYNA B najważniejszy antybiotyk heptaenowy oraz najważniejszy w ogóle antybiotyk przeciwgrzybiczy, wykazuje najszerszy zakres działania wobec grzybów wszystkich grup, a stężenia hamujące ich wzrost są z reguły niższe niż tetraenów. Działa teżna Leiszmania brasilensis. Produkowana jest ona przez wiele firm farmaceutycznych w postaci tabletek, drażetek, syropów, zawiesin. Amfoteryczna B w połączeniu z deoksycholanem sodu znalazła powszechne zastosowanie jako preparat Fungizone do leczenia grzybic układowych i uogólnionych.
Wszystkie antybiotyki polienowe z grupy tetraenów oraz amfoteryczna B są rozpuszczalne w wodzie i nie wchłaniają się z przewodu pokarmowego, a zatem są przeznaczone do leczenia miejscowego zakażeń grzybiczych (grzybice powierzchniowe błon śluzowych jamy ustnej, pochwy, skóry ,grzybica przewodu pokarmowego) oraz do celów profilaktycznych. Jedynie wspomniany preparat Fungizone jest przeznaczony do wlewów dożylnych oraz do podawania dokanałowego. Preparat ten wykazuje działanie neurotoksyczne, stąd przy ostrej niewydolności nerek podaje ssie preparat w stanach zagrożenia życia. Inne działania uboczne to: hepatotoksyczność, neurotoksyczność i niedokrwistość. Wykazuje niezgodność z nitrofurantoiną, penicyliną benzylową, może zwiększać toksyczność glikozydów nasercowych. Dawki preparatu Fugozine mogą być zmniejszone przy skojarzonej (synergizm, addycja) terapii z flucytozyną oraz niektórymi imidazolami (ketokonazol). Efekty addycyjnego i synergistycznego działania obserwowane są również przy połączeniu z niektórymi antybiotykami przeciwbakteryjnymi, głónie z ryfampicyną i tetracyklinami.
ANTYBITYKI NIEPOLIENOWE
Związki o niejednolitej grupie strukturalnej. Ich wspólną cechą jest tylko aktywność przeciwgrzybicza i to o zróżnicowanym zakresie działania. W lecznictwie znalazła zastosowanie glównie gryzeofulwina araz aktydion (cykloheksamid) jako czynnik selektywny dodawany do podłoży.
GRYZEOFULWINA zawiera w swojej cząsteczce chlor. Mechanizm działania gryzeofulwiny polega na zaburzeniu syntezy chityny, która jest składnikiem ściany komórek grzybów. Ma ona zastosowanie w leczeniu grzybic wywoływanych przez dermatofity. Stosowana jest miejscowo i doustnie (tabletki). Wchłanianie z przewodu pokarmowego jest bardzo zróżnicowane. Wykazuje działanie hepatotoksyczne i fotouczulające. Znana jest pod nazwami: Gricin, Grifulvin, Grisivin, Griseofulvin-Forte i innymi.
IMIDAZOLE
Są to związki chemiczne uzyskane na drodze syntetycznej, często nazywane grupą azoli, imidazoli, triazoli, lub tiazoli. Te różne nazwy i podziały związków uwarunkowane są właściwościami strukturalnymi, takimi jak obecność niepodstawionego pierścienia imidazolowego lub triasowego i mostka azotowo-węglowego w cząsteczce. Do tej grupy związków należą: metronidazol, tynidazol, nirydazol, tiabendazol, mebendazol, lewamizol, które wykazują aktywność przeciwpierwotniakową i/lub przeciwrobaczą. Metronidazol znany jest również ze swej przeciwbakteryjnej aktywności, głównie wobec licznych bakterii bezwzględnie beztlenowych.
Tiabendazol i mebendazol wykazują aktywność przeciwgrzybiczą, przede wszystkim wobec: Trichophyton, Microsporum i Aspergillus; nie są aktywne wobec bakterii. Lewamizol i nirydazol działają tylko przeciwrobaczo (nicienie).
Klotrymazol i mikonazol wykazują aktywność wobec drożdżaków i pleśni, rzesistków i ameb, a także wobec bakterii Gram-dodatnich. Ekonazol i izokonazol wykazują działanie przeciwgrzybicze oraz przeciwbakteryjne, To samo dotyczy innych preparatów z grupy imidazoli. Imidazole nie działają na bakterie Gram-ujemne.
Wiele preparatów z grupy imidazoli charakteryzuje się wysoką aktywnością wobec różnych grzybów; mechanizm ich działania, podobnie jak antybiotyków polienowych polega na oddziaływaniu na błonę komórkową. Większość związków z grupy imidazoli jest przeznaczona do leczenia miejscowego grzybic, ze względu na nierozpuszczalność w wodzie i niewchłanialność z przewodu pokarmowego. Tylko niektóre imidazole po podaniu drogą doustną są wchłaniane do krwiobiegu i uzyskują stężenie terapeutyczne. Do tych preparatów należa m.in.: ketonazol, flukonazol, itrakonazol i w mniejszym stopniu mikonazol.
Związki te wykorzystywane są coraz szerzej w lecznictwie, do leczenia grzybic układowych i uogólnionych. Skuteczność terapeutyczna imidazoli zależy jednak od charakteru związku, dawki, jak również czynnika etiologicznego grzybic. Aktywność ketonazolui flukonazolu czy itrakonazolu może się różnić w sposób istotny od przynależności grzyba do rodzaju, gatunku, a nawet szczepu w obrębie gatunku. Dla przykładu związki te mają zazwyczaj wysoką aktywność wobec licznych szczepów z gatunku Candida albicans; nie dotyczy to gatunku C. cruzei czy C. tropicalis. Podobne zróżnicowanie dotyczy grzybów pleśniowych i nitkowatych,
FLUCYTOZYNA
Jest ona związkiem syntetycznym, znanym jako 5-fluorocytozyna (5-FC) (Ancotil). Charakteryzuje się wysoką aktywnością przeciwgrzybiczą wobec drożdżaków i grzybów drożdżopodobnych, a także wobec pleśniaków Aspergillus (z wyjątkiem A. nidulans), Phialophora, Cladosporium i innych. Nie działa na grzyby bimorficzne, takie jak:Histoplasma, Coccidioides, Blastomyces oraz Sporothrix. Związek ten jest antymetabolitem; w komórce grzyba ulega dezaminacji do 5-fluorouracylu, który zostaje wbudowany do kwasu rybonukleinowego w miejscu uracylu. Zablokowana zostaje synteza białek w rybosomach (RNA).
Flucytozyna wchłania się w 90% z przewodu pokarmowego, osiąga wysokie stężenie w surowicy do 100 mg/l. Jest przeznaczona do ogólnoustrojowego podania, co ma istotne znaczenie w leczeniu grzybic układowych. Wartość 5-FC jest jednak ograniczona, ze względu na występowanie szczepów pierwotnie opornych lub szybko narastającej oporności mutacyjnej w czasie leczenia. Oporność na 5-FC jest uwarunkowana genetycznie; zmiana w mechanizmie czynnego transportu przez ścianę komórkową (blokowanie enzymu permeazy swoistej dla cytozyny) i/lub zniesienie aktywności dezaminazy cytozyny (uniemożliwienie przemiany 5-FC do aktywnego grzybostatycznie 5-fluorouracylu). Oporność może polegać na blokowaniu enzymu pirofosforylazy monofosforanu urydy, wskutek czego uwalniany 5-fluorauracyl nie wchodzi w przemianę pirymidynową komórki. Te fakty wskazują na konieczność prowadzenia terapii pod kontrolą oceny wrażliwośi grzybów na ten chemioterapeutyk.
Flucytozyna wykazuje synergistyczny efekt skojarzonego działania z amfoteryczną B. Taka skojarzona terapia często jest ratunkiem życia pacjentów z grzybicami układowymi, głównie oun i posocznicami. Efekty synergistyczne są obserwowane również między 5-FC a niektórymi imidazolami.
ECHINOKANDYNY
Są to półsyntetyczne lipopeptydy, grzybobójcze, inhibitory syntetazy 1,3-β-D-glukanu, składnika ściany komórkowej grzybów. Nie wykazuje aktywności wobec Cryptococcus neoformans i Fusarium. Do echinokandyn zaliczamy: kaspofunginę, mikafunginę i anidulafungine.
ALLILOAMINY
Do tej grupy należą:
-terbinafina, działa na: Trichophyton, Microsporum, Epidermophyton, Malassezia farfur, Aspergillus flavus, Aspergillus Niger, Blastomyces dermatidis, Sporotrichum schenckii,
-naftylina
MORFINY
Do tej grupy zaliczamy amorolfinę, która działa na dermatofity i Candida.
POCHODNE PIRYDYNONU
Do tej grupy należy cyklopiroksolamina, działa ona na: Trichophyton, Mcrosporum, Epidermophyton.
METODY BADANIA WRAŻLIWOŚCI GRZYBÓW NA CHEMIOTERAPEUTYKI
Podobnie jak w zakażeniach bakteryjnych również w zakażeniach grzybiczych znajomość czynnika etiologicznego oraz jego stopnia wrażliwości na chemioterapeutyki powinna stanowić podstawę racjonalnej chemioterapii grzybic.
Do oceny wrażliwości grzybów na chemioterapeutyki stosowane są:
Metody ilościowe- określenie najmniejszego stężenia związku hamującego wzrost badanych szczepów grzybów (MIC mg/l) lub najmniejszego stężenia grzybobójczego (MFC w mg/l). Duża aktywność in vitro odpowiada małym wartościom MIC i MFC, wyrażony, liczbami mikrogramów w 1 ml podłoża. Stosowane są w tym celu metody rozcieńczeniowe w podłożu stałym lub płynnym. Mikrorozcieńczeniowa metoda w podłożu płynnym pozostaje jak dotąd metodą referencyjną (MIC w mg/l).
Można też określić stężenie chemioterapeutyku powodujące zahamowanie 50% (IC50) lub 90-99,9 komórek drożdżaków w hodowli płynnej (IC90, IC95, IC99,99).
Inną odmianą techniczną jest metoda dyfuzyjna baseników (otworków) w agarze. Wartość MIC związków oblicza się z krzywej uwzględniającej zależność pomiędzy strefą zahamowania wzrostu wokół otworków i logarytmem stężenia leku w postaci liniowej. Są to obliczenia tzw. Bezwzględnych wartości MIC, określanych graficznie jako punkty przecięcia krzywej z rzędną. Metody ilościowe, zwłaszcza w podłożu płynnym, mogą być zautomatyzowane.
Metody półilościowe- wykorzystują tylko tzw. Break points, tj. wybrane wartości stężeń tzw. Krytycznych do podziału szczepów na grupy wrażliwe lub oporne (ewentualnie średnio wrażliwe). W gotowych fabrycznie zestawach ręcznych lub półautomatycznych jest to najczęściej praktykowane.
Metody jakościowe-dyfuzyjne z użyciem krążków bibułowych. Dotyczy to głównie badania rutynowego wrażliwości na flucytozynę (krążek zawiera 1 μg 5-FC) oraz na niektóre imidazole. Dla antybiotyków polienowych najczęściej używana jest metoda jakościowa- dyfuzyjna cylinderkowi lub otworów w agarze.
Metoda dyfuzyjna z użyciem krążków bibułowych oraz metody ilościowe podlegają pełnej standaryzacji, podobnie jak to jest w bakteriologii. Istotny jest dobór właściwego inokulum, a także fazy rozwojowej grzyba oraz podłoża i warunków hodowlanych. Zaleca się stosowanie podłoży syntetycznych o określonym składzie chemicznym, takich jak: YNB-agar, SAAMF, MYA lub inne. Podłoże Sabourauda o bliżej nie określonym składzie może wykazywać antagonistyczne działanie, zwłaszcza z chemioterapeutykami przeciwgrzybiczymi (związki syntetyczne).
W niektórych ośrodkach wprowadzono metodę badania aktywności grzybostatycznej, polegającej na hamowaniu procesu transformacji mycelialnej; wyrażoną jako TI50 (50% zahamowania) lub TI (całkowita). Blastospory C. albicans (faza drożdżowa-Y) umieszcza się w surowicy ludzkiej lub króliczej z dodatkiem określonych stężeń chemioterapeutyku. Po 2 godz inkubacji w temp 37˚C obserwuje się i liczy obecność kiełków, w porównaniu z kontrolą bez czynnika hamującego. Miarą aktywności przeciwgrzybiczej w odniesieniu do C. albicans będzie zatem takie stężenie związku, które spowoduje całkowite lub w 50% zahamowanie procesu kiełkowania.
Dla większości drożdżaków i grzybów drożdżopodobnych wynik oceny wrażliwości na chemioterapeutyki uzyskuje się po 48 h inkubacji w temp 37˚C. Niektóre szczepy z rodzaju Geotrichum i Aspergillus wymagają dłuższego czasu inkubacji do 96-120 h.
Wrażliwość na chemioterapeutyki dermatofitów najczęściej jest oceniana w metodzie rozcieńczeniowej w podłożu płynnym, rzadziej w stałym podłożu Sabourauda, a odczyt wyników (MIC w mg/l) dokonywany jest po 3, 7 i 10 dniach inkubacji w temp pokojowej, w zależności od tempa wzrostu poszczególnych rodzajów czy garunków.