Validação de modelo murino para avaliação da atividade antibacteriana de ofloxacina e clofazimina contra o Mycobacterium leprae / Validation of a murine model for the evaluation of the antibacterial activity of ofloxacin and clofazimine against Mycobacterium leprae

A hanseníase é uma doença infectocontagiosa crônica causada pelo Mycobacterium leprae (M. leprae). Manifesta-se, principalmente, por lesões de pele com alteração de sensibilidade térmica, dolorosa e tátil, decorrentes da predileção de seu agente etiológico por células cutâneas e nervosas periféricas. No mundo, em 2018, foram reportados à Organização Mundial da Saúde (OMS), 208.619 casos novos; desses, 28.660 foram notificados no Brasil, sendo o segundo país com maior número detectado. Acredita-se que a transmissão e infecção ocorram através de secreções provenientes das vias aéreas superiores, pelo contato íntimo e prolongado de indivíduo suscetível com paciente multibacilar sem tratamento, por meio da inalação dos bacilos. O tratamento preconizado pela OMS consiste na associação de três medicamentos ­ dapsona (DDS), rifampicina (RFP) e clofazimina (CLO) ­ com o objetivo de atuar na prevenção da seleção de cepas mutantes do M. leprae resistentes a uma ou mais drogas utilizadas. A ofloxacina (OFLO) é usada como esquema alternativo ao tratamento padrão, associando-se a RFP e CLO, sendo útil nos casos de resistência medicamentosa ou intolerância a uma das drogas. O bacilo não se reproduz em meios de cultura artificiais ou celulares ­ obstáculo para o avanço em estudos do patógeno. Em 1960, Charles Shepard, demonstrou pela primeira vez a multiplicação do M. leprae em coxim plantar de camundongo imunocompetente, técnica considerada marco na pesquisa do bacilo, propiciando a verificação de sua viabilidade e uma possível resistência às drogas utilizadas no tratamento da doença. O presente estudo teve como objetivo validar o método fenotípico, por meio da inoculação do bacilo em coxim plantar posterior de camundongos imunocompetentes da linhagem BALB/c (técnica de Shepard), para detecção de sensibilidade à CLO e OFLO. Os animais foram inoculados com suspensão de bacilos obtidos de camundongos nude mouse atímicos previamente infectados com a cepa Thai53, que possui perfil genético de sensibilidade às drogas, e divididos em grupo controle (não tratado), RFP (10mg/kg), CLO (50mg/kg) e OFLO (150mg/kg). Após cinco meses de inoculação e tratamento, os animais foram eutanasiados, e os coxins excisados para contagem do número de bacilos e análise histopatológica. No grupo controle, o número de bacilos recuperados foi maior que 1,0x105 /coxim, compatível com multiplicação bacilar; a análise histopatológica evidenciou infiltrado inflamatório intenso com bacilos agrupados ou em globias, íntegros e bem corados. Nos grupos tratados, não foi observada evidência de multiplicação bacilar, mostrando sensibilidade às drogas testadas; a análise histopatológica evidenciou infiltrado inflamatório discreto a moderado com ausência de bacilos. A técnica de Shepard é considerada padrão ouro para a multiplicação do bacilo, sendo fundamental para validar a identificação de novos alvos de mutação em genes determinantes da ação das drogas anti-hansênicas. Os resultados gerados no presente estudo terão grande impacto, principalmente para compreender a falha terapêutica em pacientes com recidiva que não apresentaram perfil de resistência pelos mecanismos moleculares até o momento descritos para a doença.

Leprosy is a chronic infectious disease caused by Mycobacterium leprae (M. leprae). It is mainly manifested by skin lesions with changes in thermal, sensory and tactile sensitivity resulting from the predilection of its etiologic agent by skin and peripheral nerve cells. The World Health Organization (WHO) reported 208,619 new cases in 2018 worldwide; among these, 28,660 were reported in Brazil, the second country with the highest number detected. It is believed that transmission and infection occur by inhaling bacilli through the upper airways, while in close and prolonged contact of a susceptible individual with an untreated multibacillary patient. The treatment recommended by the WHO consists of the combination of three drugs -dapsone (DDS), rifampicin (RFP) and clofazimine (CLO) - in order to prevent the selection of mutant M. leprae strains resistant to one or more drugs. Ofloxacin (OFLO) is used as an alternative regimen to standard treatment, in association with RFP and CLO, being useful in cases of drug resistance or intolerance to one of the drugs. The bacillus does not reproduce in artificial or cellular culture media - an obstacle to progress in studies of the pathogen. In 1960, Charles Shepard, demonstrated for the first time the multiplication of M. leprae in an immunocompetent mouse footpad, a technique considered a landmark in the bacillus research, enabling the verification of its viability and a possible resistance to drugs used in the treatment of the disease. The present study aimed to validate the phenotypic method, by inoculating the bacillus in the hind footpads of immunocompetent BALB/c mice strain (Shepard's technique), to detect sensitivity to CLO and OFLO. The animals were inoculated with a suspension of bacilli obtained from athymic nude mouse previously infected with the Thai-53 strain, a sensitive strain. Mice were divided into a control (untreated), RFP (10mg / kg), CLO (50mg / kg) and OFLO (150mg / kg) groups. After five months of inoculation and treatment, the animals were euthanized and the foopads excised for enumeration of bacilli and histopathological analysis. In the control group, the number of bacilli recovered was greater than 1.0x105 /footpad, compatible with bacillary multiplication; histopathological analysis showed an intense inflammatory infiltrate with well stained grouped bacilli and globi. In the treated groups, there was no evidence of bacillary multiplication, showing sensitivity to the drugs tested; histopathological analysis showed mild to moderate inflammatory infiltrate with no bacilli. The Shepard technique is considered the gold standard for bacillus multiplication, being essential to validate the identification of new mutation targets in genes that determine anti-leprosy drugs activity. The results generated in the present study will have a great impact, mainly to understand the therapeutic failure in patients with recurrence who did not present a resistance profile using molecular mechanisms described so far for the disease.

Is drug-resistant Mycobacterium leprae a real cause for concern?: First approach to molecular monitoring of multibacillary Colombian patients with and without previous leprosy treatment / ¿Es la resistencia de Mycobacterium leprae a los medicamentos un verdadero motivo de preocupación?: Primera aproximación a la vigilancia molecular de pacientes colombianos multibacilares con tratamiento previo para lepra y sin él

Introduction: There is no information in Colombia on Mycobacterium leprae primary and secondary drug resistance in regards to the WHO-multidrug therapy regime. On the other hand, public health authorities around the world have issued various recommendations, one of which prompts for the immediate organization of resistance surveillance through simple molecular methods. Objective: To determine the prevalence of Mycobacterium leprae drug resistance to rifampicin, ofloxacin and dapsone in untreated and previously treated patients at the Centro Dermatológico Federico Lleras Acosta during the 1985-2004 period. Materials and methods: We conducted a retrospective study which included multibacillary patient biopsies through elective sampling: 381 of them from new patients and 560 from previously treated patients. Using a microtome, we obtained six slides from each skin biopsy preserved in paraffin, and we extracted M. leprae DNA. We amplified three molecular targets through PCR and obtained the patterns of drug resistance to dapsone, rifampicin and ofloxacin by reverse hybridization. Finally, we collected epidemiological, clinical and demographical data for analyses. Results: From 941 samples under study, 4.14% of them were resistant to one or more drugs, and 5.77 and 3.04% had resistant genotypes in new and previously treated patients, respectively. Total resistance for each drug was 0.43% for dapsone, 3.19% for rifampicin and 1.17% for ofloxacin. We found statistically significant differences for rifampicin and for the total population when comparing the results from untreated versus previously treated patients. Two thirds of the resistant samples were resistant to rifampicin alone or combined. Conclusions: The standard multidrug therapy schemes continue being effective for leprosy cases; however, it is necessary to guarantee adherence and regularity. Surveillance to drug resistance in new and previously treated leprosy cases should be established.

Introducción. Colombia no dispone de información sobre farmacorresistencia primaria y secundaria de Mycobacterium leprae al esquema de terapia múltiple de la Organización Mundial de la Salud (OMS) y las autoridades de salud pública del mundo han emitido varias recomendaciones, entre las cuales está organizar de inmediato la vigilancia a la resistencia empleando métodos moleculares simples. Objetivo. Determinar la prevalencia de la resistencia de M. leprae a rifampicina, ofloxacina y dapsona en pacientes del Centro Dermatológico Federico Lleras Acosta con tratamiento previo y sin él durante el período de 1985 a 2004. Materiales y métodos. Se realizó un estudio retrospectivo. Mediante muestreo electivo se incluyeron biopsias de pacientes multibacilares: 381 de pacientes nuevos y 560 de pacientes previamente tratados. Se obtuvieron con micrótomo seis cortes de cada biopsia de piel incluida en parafina, y se realizó la extracción de ADN de M. leprae. Se llevó a cabo la amplificación de tres blancos moleculares mediante PCR y se obtuvieron los patrones de resistencia a los medicamentos dapsona, rifampicina y ofloxacina por hibridación inversa. Se recolectaron datos epidemiológicos, clínicos y demográficos para llevar a cabo los análisis. Resultados. De las 941 muestras estudiadas, 4,14 % era resistente a uno o más fármacos, y se detectaron 5,77 y 3,04 % con genotipos resistentes en pacientes nuevos y previamente tratados, respectivamente. La resistencia total para cada fármaco fue de 0,43 % a dapsona, 3,19 % a rifampicina y 1,17 % a ofloxacina. Se encontró una diferencia estadísticamente significativa para rifampicina y para la población total al comparar los resultados de los pacientes no tratados con los de los pacientes tratados previamente. Dos tercios de las muestras resistentes lo fueron a rifampicina sola o combinada. Conclusiones. Los esquemas de terapia múltiple estándar siguen siendo efectivos para los casos de lepra; sin embargo, es necesario garantizar el cumplimiento y la regularidad y establecer la vigilancia de la farmacorresistencia en pacientes nuevos y previamente tratados.

Estudo terapêutico comparando a associação de rifampicina, ofloxacina e minociclina com a associação rifampicina, clofazimina e dapsona em pacientes com hanseníase multibacilar / Therapeutic study comparing the association rifampin, ofloxacinand minocycline, with the association rifampin, clofazimine anddapsone in multibacillary leprosy patients

Foram comparados dois esquemas terapêuticos em pacientes com hanseníase multibacilar. O grupo controle com 14 pacientes recebeu o tratamento convencional.O grupo teste com 12 pacientes recebeu a associação de rifampicina 600 mg, ofloxacina 400 mg,e minociclina 100 mg, uma vez por mês, durante dois anos. Na avaliação inicial foram realizados exames clínicos, baciloscópicos e histológicos. A baciloscopia e a biópsia foram repetidas no final do primeiro e segundo ano de tratamento. As avaliações clínicas realizadas mensalmente. Todos pacientes apresentavam lesões cutâneas, que os caracterizavam como virchovianos ou peri-virchovianos. No grupo controle, o índice baciloscópico antes do tratamento variou de 2 a 4,8 e no grupo teste de 1,6 a 4,8. Histologicamente apresentavam quadro de hanseníase virchoviana ativa, exceto um paciente do grupo teste. Ao final do primeiro ano de tratamento estavam todos clinicamente melhorados,o índice baciloscópico diminuído e quadro histológico regressivo. Essa tendência se mantinha e ao final do segundo ano todos estavam clinicamente, baciloscopicamente e histologicamente ainda melhores. Análise estatística mostrou não haver diferença significante entre os grupos, sendo os esquemas equivalentes. No grupo controle todos apresentaram pigmentação cutânea devido a clofazimina. Os resultados deste estudo demonstraram que o esquema com rifampicina, ofloxacinae minociclina, teve eficácia e segurança equivalente a poliquimioterapia convencional para multibacilar. Além disso, não causa pigmentação cutânea, pode ser totalmente supervisionado, podendo ser utilizado como esquema alternativo

Two therapeutic schemes in multibacillary leprosy patients were compared. The control group with 14 patients received the conventional treatment (MDT-MB). The test group with 12 patients, received the association rifampin 600 mg, ofloxacin 400 mg and minocycline 100 mg (ROM), administrated under supervision once a month, during two years. Initial evaluations include clinical, bacilloscopic and histological exams. The bacilloscopy and the biopsy were repeated at the end of first and second year of treatment. Clinical evaluations were performed monthly. All patients presented skin lesions characteristic of the lepromatous type. In the control group, the bacterial index (BI) before treatment ranged from 2 to 4.8 and in the test group it ranged from 1.6 to 4.8. Histological picture resembled active lepromatous leprosy, except one patient from the test group. At the end of the first year of treatment all patients showed clinical improvement, decreased BI and regressive histological picture. This tendency was maintained and at a final evaluation at the end of the second year all patients showed improvement on clinical, bacilloscopic and histological evaluations. Statistical analysis showed no significant differences between the groups, therefore, the two schemes were similar. In the control group all patients presented skin pigmentation after clofazimine intake. The results demonstrated that monthly administration of ROM is as efficacious and safe as MDT-MB. Besides, it doesn’t cause skin pigmentation, it can be given under supervision and can be used as alternative scheme.