Title (deu)
Proteinbindung des Lipoglykopeptid-Antibiotikums Telavancin
Author
Nicole Rammesmayer
Advisor
Walter Jäger
Assessor
Walter Jäger
Abstract (deu)
Telavancin ist ein Lipoglycopeptidantibiotikum, das bei nosokomialen Pneumonien und komplizierten Hautinfektionen eingesetzt wird. Es hat eine hohe antimikrobielle Aktivität gegen zahlreiche grampositive Bakterienstämme inklusive Methicillin- resistente Staphylococcus Aureus (MRSA). Ein Merkmal dieses Antibiotikums ist seine hohe Plasmaproteinbindungsrate. Sie beeinflusst unter anderem die Verteilung des Wirkstoffs, seine Metabolisierung sowie seine Ausscheidung und ist maßgebend für die Dosierung. Bisher gibt es keine Standardisierung in der Bestimmung der Plasmaproteinbindung von Arzneistoffen. Im Fall von Telavancin führt dieser Umstand dazu, dass Plasmaproteinbindungswerte von 87% bis 95% in wissenschaftlichen Arbeiten zu finden sind.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde die Plasmaproteinbindung von Telavancin mittels Ultrafiltration untersucht und der freie Anteil des Arzneistoffes durch ein spezifisches HPLC System quantifiziert. Im ersten Schritt wurde zunächst das Ausmaß der unspezifischen Bindung von Telavancin an das Filtermaterial bestimmt. Weiters wurde der Einfluss relevanter Versuchsparameter auf das Ausmaß der Plasmaproteinbindung untersucht, indem Albuminkonzentration, pH-Wert und der molecular weigth cut off (MWCO) der Zentrifugenfilter verändert wurden. Für eine Filterart wurde dabei die unspezifische Bindung in den Versuchen minimiert durch Vorbehandlung mit den reinen Telavancinlösungen. Zusätzlich wurde die Plasmaproteinbindung in humanem Serum quantifiziert.
Die unspezifische Bindung lag in den Versuchen mit der 1µg/ml Telavancinlösung immer über 85%. Bei der Konzentration von 20µg/ml Telavancin konnte auch eine Absättigung der unspezifischen Bindung gezeigt werden, zunächst lagen die Bindungsraten bei dieser Konzentration bei rund 98% und sanken am Ende auf 64% bei pH 6.0, beziehungsweise auf 53.96% bei pH 7.4. Generell ist anzumerken, dass die unspezifische Bindung in allen Versuchen bei p.H 6.0 deutlich höher war als bei pH 7.4. Die Steigerung der Albuminkonzentration in den Probelösungen führte in beinahe allen Versuchen zu einer leichten Erhöhung des Protein-gebundenen Wirkstoffanteils. Im Versuch mit den zuvor behandelten Filtern war die Proteinbindungsrate, trotz geringerem MWCO dieser Filter, deutlich geringer als im Versuch ohne Vorbehandlung und lag durchgehend unter 90%.
Zusammenfassend kann man sagen, Telavancin besitzt eine ausgesprochen hohe Affinität für Kunststoffoberflächen, welche man in Plasmaproteinbindungsstudien nicht vernachlässigen darf. Aus den Ergebnissen wird ersichtlich, welche Auswirkungen bereits kleine Veränderungen im Versuchsablauf zur Bestimmung der Plasmaproteinbindung haben. Im Fall von Telavancin wären eventuell allgemein gültige Richtlinien zur Bestimmung dieser Bindung von Vorteil, um den Einfluss der unspezifischen Bindung so klein wie möglich zu halten und Ergebnisse besser vergleichbar zu machen.
Abstract (eng)
Telavancin is a lipoglycopeptide antibiotic, used in the treatment of nosocomial pneumonia and complicated skin and skin- structure infections. It has a high antimicrobial activity against gram positive bacteria including meticillin- resistant Staphylococcus aureus (MRSA). A characteristic of this antibiotic is his high plasma protein binding. This influences the distribution, metabolization, excretion of the drug and is crucial to determine dose ranging. Up to now, there is no standardization for the determination of the plasma protein binding rate. In case of Telavancin, this leads to plasma protein binding values from 87% to 95%.
In scope of this diploma thesis the plasma protein binding of Telavancin was examined using ultrafiltration and the free fraction of the drug was quantified by the use of a specific HPLC system. In the first step, the extent of the unspecific binding of Telavancin to the filter material was determined. Furthermore, the influence of relevant experimental parameters on the extend of plasma protein binding was tested by altering albumin concentration, pH-value and the molecular weight cut off (MWCO) of the spin filters. The unspecific binding was minimized for one type of spin filter by pretreatment with the pure Telavancin-solutions. In addition, we evaluated the plasma protein binding of human serum.
In the experimental setup, using the 1µg/ml Telavancin solution the unspecific binding rate was always above 85%. Tests with the 20 µg/ml Telavancin solution showed that the unspecific binding is saturable. First, binding rates at this concentration were at about 98%, in the end they sank to 64% at pH 6.0 and to 53.96% at pH 7.4. Generally, it should be noted that unspecific binding rates were higher in the experimental setup at pH 6.0 than at pH 7.4. The increase of the albumin concentration in the test solutions, led to a slight increase of protein-bound drug in nearly all experiments. Using the pretreated spin filters led, to significant lower plasma protein binding rates, despite the smaller MWCO of these filters. Using the pretreated filters, the plasma protein binding rates were always under 90%.
In conclusion, it should be noted that Telavancin has a high affinity for synthetic surfaces, which should not be neglected in plasma protein binding studies. The outcomes of the experiments show that small changes in the experimental setup can have great influence on the results. In relation to Telavancin probably general guidelines for the determination of the plasma protein binding could be useful to minimize the effect of unspecific binding on the results and make them more comparable.
Keywords (eng)
Telavancinlipoglycopeptideplasma protein bindingultrafiltrationHPLC
Keywords (deu)
TelavancinLipoglykopeptidPlasmaproteinbindungUltrafiltrationHPLC
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1344795
rdau:P60550 (deu)
52 Seiten : Diagramme
Number of pages
64
Association (deu)
Title (deu)
Proteinbindung des Lipoglykopeptid-Antibiotikums Telavancin
Author
Nicole Rammesmayer
Abstract (deu)
Telavancin ist ein Lipoglycopeptidantibiotikum, das bei nosokomialen Pneumonien und komplizierten Hautinfektionen eingesetzt wird. Es hat eine hohe antimikrobielle Aktivität gegen zahlreiche grampositive Bakterienstämme inklusive Methicillin- resistente Staphylococcus Aureus (MRSA). Ein Merkmal dieses Antibiotikums ist seine hohe Plasmaproteinbindungsrate. Sie beeinflusst unter anderem die Verteilung des Wirkstoffs, seine Metabolisierung sowie seine Ausscheidung und ist maßgebend für die Dosierung. Bisher gibt es keine Standardisierung in der Bestimmung der Plasmaproteinbindung von Arzneistoffen. Im Fall von Telavancin führt dieser Umstand dazu, dass Plasmaproteinbindungswerte von 87% bis 95% in wissenschaftlichen Arbeiten zu finden sind.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde die Plasmaproteinbindung von Telavancin mittels Ultrafiltration untersucht und der freie Anteil des Arzneistoffes durch ein spezifisches HPLC System quantifiziert. Im ersten Schritt wurde zunächst das Ausmaß der unspezifischen Bindung von Telavancin an das Filtermaterial bestimmt. Weiters wurde der Einfluss relevanter Versuchsparameter auf das Ausmaß der Plasmaproteinbindung untersucht, indem Albuminkonzentration, pH-Wert und der molecular weigth cut off (MWCO) der Zentrifugenfilter verändert wurden. Für eine Filterart wurde dabei die unspezifische Bindung in den Versuchen minimiert durch Vorbehandlung mit den reinen Telavancinlösungen. Zusätzlich wurde die Plasmaproteinbindung in humanem Serum quantifiziert.
Die unspezifische Bindung lag in den Versuchen mit der 1µg/ml Telavancinlösung immer über 85%. Bei der Konzentration von 20µg/ml Telavancin konnte auch eine Absättigung der unspezifischen Bindung gezeigt werden, zunächst lagen die Bindungsraten bei dieser Konzentration bei rund 98% und sanken am Ende auf 64% bei pH 6.0, beziehungsweise auf 53.96% bei pH 7.4. Generell ist anzumerken, dass die unspezifische Bindung in allen Versuchen bei p.H 6.0 deutlich höher war als bei pH 7.4. Die Steigerung der Albuminkonzentration in den Probelösungen führte in beinahe allen Versuchen zu einer leichten Erhöhung des Protein-gebundenen Wirkstoffanteils. Im Versuch mit den zuvor behandelten Filtern war die Proteinbindungsrate, trotz geringerem MWCO dieser Filter, deutlich geringer als im Versuch ohne Vorbehandlung und lag durchgehend unter 90%.
Zusammenfassend kann man sagen, Telavancin besitzt eine ausgesprochen hohe Affinität für Kunststoffoberflächen, welche man in Plasmaproteinbindungsstudien nicht vernachlässigen darf. Aus den Ergebnissen wird ersichtlich, welche Auswirkungen bereits kleine Veränderungen im Versuchsablauf zur Bestimmung der Plasmaproteinbindung haben. Im Fall von Telavancin wären eventuell allgemein gültige Richtlinien zur Bestimmung dieser Bindung von Vorteil, um den Einfluss der unspezifischen Bindung so klein wie möglich zu halten und Ergebnisse besser vergleichbar zu machen.
Abstract (eng)
Telavancin is a lipoglycopeptide antibiotic, used in the treatment of nosocomial pneumonia and complicated skin and skin- structure infections. It has a high antimicrobial activity against gram positive bacteria including meticillin- resistant Staphylococcus aureus (MRSA). A characteristic of this antibiotic is his high plasma protein binding. This influences the distribution, metabolization, excretion of the drug and is crucial to determine dose ranging. Up to now, there is no standardization for the determination of the plasma protein binding rate. In case of Telavancin, this leads to plasma protein binding values from 87% to 95%.
In scope of this diploma thesis the plasma protein binding of Telavancin was examined using ultrafiltration and the free fraction of the drug was quantified by the use of a specific HPLC system. In the first step, the extent of the unspecific binding of Telavancin to the filter material was determined. Furthermore, the influence of relevant experimental parameters on the extend of plasma protein binding was tested by altering albumin concentration, pH-value and the molecular weight cut off (MWCO) of the spin filters. The unspecific binding was minimized for one type of spin filter by pretreatment with the pure Telavancin-solutions. In addition, we evaluated the plasma protein binding of human serum.
In the experimental setup, using the 1µg/ml Telavancin solution the unspecific binding rate was always above 85%. Tests with the 20 µg/ml Telavancin solution showed that the unspecific binding is saturable. First, binding rates at this concentration were at about 98%, in the end they sank to 64% at pH 6.0 and to 53.96% at pH 7.4. Generally, it should be noted that unspecific binding rates were higher in the experimental setup at pH 6.0 than at pH 7.4. The increase of the albumin concentration in the test solutions, led to a slight increase of protein-bound drug in nearly all experiments. Using the pretreated spin filters led, to significant lower plasma protein binding rates, despite the smaller MWCO of these filters. Using the pretreated filters, the plasma protein binding rates were always under 90%.
In conclusion, it should be noted that Telavancin has a high affinity for synthetic surfaces, which should not be neglected in plasma protein binding studies. The outcomes of the experiments show that small changes in the experimental setup can have great influence on the results. In relation to Telavancin probably general guidelines for the determination of the plasma protein binding could be useful to minimize the effect of unspecific binding on the results and make them more comparable.
Keywords (eng)
Telavancinlipoglycopeptideplasma protein bindingultrafiltrationHPLC
Keywords (deu)
TelavancinLipoglykopeptidPlasmaproteinbindungUltrafiltrationHPLC
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1344796
Number of pages
64
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