Infekční a vaskulární komplikace u syndromu diabetické nohy

• Thesis title in Czech: Infekční a vaskulární komplikace u syndromu diabetické nohy
• Thesis title in English: Infectious and vascular complications in patients with diabetic foot syndrome
• Key words: antibiotická terapie, infekce, střevní mikrobiom, syndrom diabetické nohy, ulcerace, vaskulární postižení u diabetika
• English key words: antibiotic therapy, diabetic foot syndrome, infection, intestinal microbiome, ulceration, vascular disease in diabetics
• Academic year of topic announcement: 2021/2022
• Thesis type: dissertation
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Internal Medicine (13-341)
• Supervisor: MUDr. Vladimíra Fejfarová, Ph.D.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 04.10.2021
• Date of assignment: 04.10.2021
• Confirmed by Study dept. on: 08.12.2021

References

Literatura:
1. Nicolau DP, Stein GE. Therapeutic options for diabetic foot infections: a review with an emphasis on tissue penetration characteristics.J Am Podiatr Med Assoc. 2010;100(1):52-63. International consensus on the diabetic foot and practical guidelines on the management and prevention of the diabetic foot by The International Working Group on the Diabetic Foot.
2. Caravaggi C, Sganzaroli A, Galenda P, et al.The management of the infected diabetic foot.Curr Diabetes Rev. 2013; 9(1):7-24.
3. Adam KM, Mahmoud SM, Mahadi SI, et al.Extended leg infection of diabetic foot ulcers: risk factors and outcome. J Wound Care. 2011; 20(9):440-4.
4. Selva Olid A, Solà I, Barajas-Nava LA, et al. Systemic antibiotics for treating diabetic foot infections. Cochrane Database Syst Rev. 2015 Sep 4;(9):CD009061. doi: 10.1002/14651858.CD009061.pub2.
5. Traunmüller F, Schintler MV, Spendel S, et al. Linezolid concentrations in infected soft tissue and bone following repetitive doses in diabetic patients with bacterial foot infections. Int J Antimicrob Agents. 2010; 36(1):84-6.
6. Raymakers JT1, Houben AJ, van der Heyden JJ, et al. The effect of diabetes and severe ischaemia on the penetration of ceftazidime into tissues of the limb.Diabet Med. 2001; 18(3):229-34.
7. Sedivý J, Petkov V, Jirkovská A, et al. Optimization of amoxicillin/clavulanate therapy based on pharmacokinetic/pharmacodynamic parameters in patients with diabetic foot infection. Klin Mikrobiol Infekc Lek. 2004;10(4):167-75.
8. Ray A, Malin D, Nicolau DP, et al. Antibiotic Tissue Penetration in Diabetic Foot Infections A Review of the Microdialysis Literature and Needs for Future Research. J Am Podiatr Med Assoc. 2015; 105(6): 520-31.
9. Rybak MJ. Pharmacodynamics: relation to antimicrobial resistance.Am J Infect Control. 2006; 34(5 Suppl 1):S38-45.

Preliminary scope of work

Syndrom diabetické nohy (SDN) je jednou z pozdních komplikací diabetu, která může vést až ke ztrátám dolních končetin, zejména v případě ischemické choroby dolních končetin (ICHDK) a/nebo těžké infekce. Proto je vždy důležité nejen ischémii, ale především infekci včasně diagnostikovat a zahájit adekvátní antibiotickou (ATB) terapii dle základních doporučení. Abychom zamezili progresi infekce, která může vést až k amputaci dolní končetiny nebo může pacienta dokonce ohrozit i na životě septickými komplikacemi, je důležité aplikovat ATB v maximálních účinných dávkách po dostatečně dlouhou dobu. Maximální efekt ATB terapie je závislý na dosažení dostatečných sérových i tkáňových koncentrací nezbytných pro jejich baktericidní účinek.
V běžné klinické praxi se obvykle monitorují sérové koncentrace pouze u dose-dependentních ATB, avšak time-dependentní ATB (včetně betalaktamových či cefalosporinových ATB) často používaná v léčbě infekce u SDN, se běžně nemonitorují. Neexistují téměř žádné dostupné údaje o farmakokinetice / farmakodynamice daných ATB v séru a periferních tkáních u pacientů se SDN. Velmi důležité pro klinickou praxi je ověřit u pacientů s infekčními komplikacemi v rámci SDN tkáňovou dostupnost často používaných ATB a jejich účinnost s ohledem na přítomnost ICHDK a ověřit taktéž jejich bezpečnost, např. i ve vztahu ke změnám v zažívacím traktu. Data o tkáňových koncentracích vybraných ATB u nemocných se SDN i s ohledem na přítomnost ICHDK a dopad na změny v zažívacím traktu (vliv na střevní mikrobiom, poškození GIT, apod.) dosud v odborné literatuře nejsou dostupná.
Další otázkou je, zda-li použití vybraných time-dependentních ATB podávaných v různých aplikačních schématech, může ovlivnit zmíněné klinické parametry. Dosud byla provedena pouze jedna studie s ověřením efektivity kontinuální aplikace ATB. Ta naznačila, že kontinuální podávání ATB by mohla poskytnout větší benefit pacientům se SDN mimo jiné i posílením systémového baktericidního efektu daných léků.
Hlavním cílem naší studie bude tedy posoudit průnik ATB (podávaných ve standardních dávkách, ale různými aplikačními schématy -bolusově vs. kontinuálně) do periferních tkání a jejich baktericidní účine s ohledem na různý stupeň ischemické choroby dolních končetin a stavu mikrocirkulace. Sekundárním cílem bude posoudit vliv různých ATB aplikačních režimů na vývoj infekce a hojení ran u SDN a změny GIT traktu.
Tento projekt zahrnuje studium sérových a tkáňových vzorů (se zaměřením na koncentrace sledovaných antibiotik), planimetrické hodnocení ulcerací v čase, kultivační vyšetření stěrů z ulcerací, kultivační vyšetření stolice, zhodnocení stavu intestinální bariéry pomocí sérových markerů.

Preliminary scope of work in English

Diabetic foot syndrome is one of the late complications of diabetes and can lead to lower limb amputation, especially in cases of peripheral arterial disease (PAD) and / or severe infection. Therefore, not only ischemia, but especially infection must be identified as early as possible and complemented by timely adequate antibiotic (ATB) as recommended. The only approach that can prevent the progression of infection and subsequent surgical procedures, including amputations, is the administration of ATBs at maximum doses for sufficiently long periods. The maximal effect of ATB therapy is dependent on obtaining the sufficient serum and tissue concentrations necessary for efficient bactericidal action.
Serum ATB levels are usually monitored in only dose- dependent ATBs. However, time- dependent ATBs used to treat diabetics foot, including beta- lactams and cephalosporins, are not routinely assessed. There are almost no data on the pharmacokinetic/ pharmacodynamic effect of such ATBs on serum and peripheral tissue concentrations in diabetic foot (DF) patients. It is very important for clinical practice to verify the tissue availability of frequently used ATBs and their effectiveness with regard to the presence of PAD in patients with infectious complications within DF and also to verify their safety, eg. in relation to gastrointestinal changes.
Another question is whether the use of selected time-dependent ATBs administered in different application regimens may affect the mentioned clinical parameters. So far, only one study has been performed to verify the effectiveness of continuous ATB application. This suggested that continuous administration of ATB could provide a greater benefit to patients with SDN, among other things, by enhancing the systemic bactericidal effect of the drugs. The possible impact of PAD on the accessibility of time- dependent ATBs in the lower limbs has yet to be explore.
The main aim is to assess the tissue penetration and bactericidal effects of commonly used beta- lactam and cephalosporin ATBs administered at standard doses and at dosage regimens (bolus vs continuously) in the context of arterial and microcirculation systems. The second aims are to assess the impact of different ATB regimens on parameters of diabetic foot infection and its eradication, and to assess changes in the intestinal microbiota, selected immune parameters and the intestinal barrier in response to different ATB dosage regimes.
This project includes the study of serum and tissue patterns (focusing on the concentrations of monitored antibiotics), planimetric evaluation of ulcers over time, culture examination of ulcer, culture examination of stool and evaluation of the condition of the intestinal barrier using serum markers.