Einfluß der Serumeiweißbindung auf dieIn-vitro-Aktivität antimykotischer Substanzen

Abstract

Historically it has been assumed that the pharmacological effect is related to the free drug concentration. In exposingCandida albicans to itraconazole and ketoconazole serum concentration-time profiles, however, antifungal activity was not diminished despite intense albumin binding. The relevance of serum protein binding was further investigated, byin vitro susceptibility testing ofC. albicans (40 clinical isolates) andTrichophyton rubrum (ten strains) against antifungal agents using microdilution tests allowing the determination of IC₃₀- and MIC-values. The range of serum protein binding ranges from 11% with fluconazole to > 99% with itraconazole and terbinafine. The ratios of IC₃₀- and MIC-values with and without serum protein (albumin, α- and γ-globulin, human plasma) were related to the loss of susceptibility expected according to the free-drug hypothesis. A difference in the albumin effect with the test strains was not observed. With most antifungals including terbinafine, the activity declined as expected. IC₃₀- and MIC-ratios for miconazole were 7 and 13 (observed) vs. 12–20 (expected), for fluconazole 1.5 and 3.5 vs. 1.1, for amphotericin B 10 vs. 11–20, for griseofulvin 3.6 vs. 4, and for terbinafine 61 vs. 100. Itraconazole activity, however, was not diminished by albumin (expected ratio 286), and ketoconazole effects decreased less than expected (ratio 5–15, expected about 100). α-globulin, but not γ-globulin induced a major loss in anti-Candida activity of itraconazole and ketoconazole, which is paralleled by a decline in ketoconazole (but not itraconazole) activity due to plasma. With the other antifungals (except for ciclopiroxolamine) IC₃₀-values forC. albicans increased, too. Due to the complete inhibition ofT. rubrum growth by γ-globulin, this species proved unsuitable for studying the γ-globulin effects. The present study demonstrates that the effects of intense protein binding on drug activity are only partly predictable from binding studiesin vitro. Im allgemeinen wird die pharmakologische Aktivität auf die Konzentration des ungebundenen Wirkstoffs bezogen. Die Exposition vonCandida albicans gegenüber den Serumspiegeln von Itraconazol und Ketoconazol zeigte jedoch einen unverminderten antimykotischen Effekt trotz sehr starker Albuminbindung. Die Bedeutung der Plasmaproteinbindung wurde anhand der Empfindlichkeit vonC. albicans (40 klinische Isolate; IC₃₀-Wert) undTrichophyton rubrum (10 Stämme; MHK-Wert) gegenüber 9 Antimykotika weiter untersucht. Die Plasmaproteinbindung der Testsubstanzen betrug 11% (Fluconazol) bis > 99% (Itraconazol). Die Quotienten der IC₃₀- bzw. MHK-Werte im Serumprotein-haltigem (Albumin, α- und γ-Globulin, Humanplasma) und -freiem Inkubationsmedium wurden mit der Aktivitätsminderung verglichen, die zu erwarten ist, sofern allein der ungebundene Wirkstoff antimykotisch wirkt. Die mit den beiden Pilzspezies erhaltenen Ergebnisse unterscheiden sich nicht. Bei den meisten Pharmaka nahm die Wirkung wie erwartet ab. Die IC₃₀-bzw. MHK-Quotienten betrugen bei Miconazol 7 bzw. 13 (Erwartungswert 12–20), Fluconazol 1,5 bzw. 3,5 (1, 1), Amphotericin B 10 (11–20), Griseofulvin 3,6 (4) und Terbinafin 61 (100). Demgegenüber wurde die Aktivität von Itraconazol nicht und bei Ketoconazol nur wenig (5–15) vermindert (Erwartungswerte 286 bzw. 100). α-und γ-Globuline bewirkten einen starken Wirkungsverlust von Itraconazol und Ketoconazol gegenüberC. albicans. Die Aktivität von Ketoconazol, nicht aber von Itraconazol wurde zudem durch Plasma beeinträchtigt. Mit Ausnahme von Ciclopiroxolamin stiegen auch bei den anderen Antimykotika die Quotienten bei Zugabe von Plasma an.T. rubrum erwies sich für die Prüfung der Effekte von γ-Globulin als ungeeignet, da eine vollständige Wachstumshemmung eintrat. Die Ergebnisse zeigen, daß der Einfluß der Proteinbindung von Pharmaka nur teilweise anhand von Bindungsexperimentenin vitro vorhergesehen werden kann.