Combinación de principios activos: evaluación farmacológica de su impacto en el control parasitario en bovinos

Abstract

El objetivo general de la presente Tesis Doctoral fue caracterizar desde un abordaje fármaco-parasitológico las ventajas/desventajas del uso combinado de fármacos antihelmínticos en bovinos parasitados con nematodos susceptibles/resistentes a los fármacos evaluados. La presente Tesis Doctoral se dividió en dos Secciones Experimentales. En la Sección Experimental I (estudios ex vivo) se evaluaron las potenciales interacciones farmacodinámicas y/o farmacocinéticas a nivel parasitario entre ivermectina (IVM) y albendazole sulfóxido (ABZSO) utilizados solos o en forma combinada. Para llevar a cabo los estudios ex vivo se utilizó el parásito ovino H. contortus como modelo de nematodo, dado que el mismo es mantenido en condiciones de laboratorio y los aislamientos susceptibles y resistentes se encuentran caracterizados. Los estudios ex vivo permitieron concluir que la motilidad parasitaria no sería un parámetro lo suficientemente sensible y exacto para estudiar la actividad de diferentes fármacos, ya sea evaluar interacciones farmacodinámicas entre ellos, como diferenciar parásitos susceptibles de resistentes. Además, se encontró una menor acumulación de IVM y ABZSO en H. contortus resistente, lo cual podría deberse a limitaciones en la entrada/incremento del eflujo así como a un aumento en el metabolismo del fármaco.En la Sección Experimental II (estudios in vivo) se evaluaron las posibles interacciones farmacodinámicas y/o farmacocinéticas que pueden ocurrir al co-administrar fármacos antiparasitarios (nematodicidas) de diferentes grupos químicos (combinaciones antihelmínticas) en bovinos. La combinación IVM+ricobendazole (RBZ) obtuvo un efecto terapéutico aditivo en bovinos bajo los diferentes escenarios naturales de campo evaluados en la presente Tesis Doctoral.La combinación fue altamente efectiva en controlar Haemonchus spp. resistente a IVM (el tratamiento combinado fue el único en alcanzar una eficacia clínica de 100%), y Cooperia spp. resistente a IVM y a RBZ. Tras el uso de la combinación se observó la supervivencia de una menor cantidad de parásitos resistentes, lo que aumentaría la dilución con la población parasitaria en refugio, y por ende retrasaría el desarrollo de resistencia. Con respecto al estudio farmacocinético, los perfiles de concentraciones plasmáticas tanto para IVM como para RBZ no mostraron diferencias luego de su administración en forma única o combinada, lo que indica la ausencia de interacciones farmacocinéticas entre ambos antihelmínticos. Además, se evaluó la combinación RBZ+levamisole (LEV), la cual podría ser una combinación nematodicida válida, dado que ambos antihelmínticos tienen una persistencia en plasma similar y no se observaron interacciones farmacocinéticas adversas luego del tratamiento combinado. Por otro lado, dicha combinación podría ser útil para retrasar el desarrollo de resistencia en un escenario de susceptibilidad. Esto se observó en forma particular en invierno, cuando la combinación alcanzó un 100% de eficacia total por lo que la selección de resistencia antihelmíntica nunca ocurriría.Como una estrategia alternativa para optimizar el control parasitario también se evaluó el comportamiento farmacocinético y la eficacia clínica de IVM luego de su administración oral y subcutánea en bovinos. Se observó una mayor eficacia contra nematodos GI luego de la administración oral de IVM, en comparación al tratamiento SC. Sin embargo, la mejor eficacia relacionada a la vía de administración sólo fue observada en presencia de ciertos nematodos resistentes. Las mayores concentraciones de IVM alcanzadas a nivel GI (medidas como el fármaco excretado en materia fecal) después de la administración oral en comparación con la SC pueden haber representado una mayor exposición de los nematodos adultos al fármaco. Debido a esto, se debe considerar que la administración oral de IVM podría tener un impacto en la eficacia dependiendo del nivel de resistencia y de los géneros involucrados en la mismaFinalmente se evaluó, en un sistema real de producción bovina, el impacto de la resistencia antihelmíntica sobre la productividad de bovinos naturalmente parasitados con nematodos GI resistentes a lactonas macrocíclicas (IVM y moxidectin). La resistencia antihelmíntica tuvo un impacto negativo sobre la productividad de bovinos naturalmente parasitados con nematodos resistentes. La cantidad de kg de peso y u$s perdidos por utilizar un antiparasitario ineficaz dependen del grado de desarrollo de la resistencia y de las condiciones particulares de cada sistema productivo (recurso forrajero, géneros parasitarios resistentes involucrados, implementación de monitoreo parasitológico, entre otros). Los resultados obtenidos en la Tesis demuestran que las pérdidas productivas y económicas derivadas de un ineficaz control parasitario son de significativa importancia.

Gastrointestinal (GI) parasitism is a major cause of economic losses in grazing systems of livestock throughout the world, mainly because it affects weight gain in calves. Therefore, parasite control is necessary to ensure adequate production levels in these systems. Inadequate drug uses, among other factors, have led to the current scenario of anthelmintic resistance. However, the use of anthelmintics continues to be one of the most important tools for parasite control, since it is the most practical alternative under field conditions. Therefore, it is essential to search for new strategies to optimize the use of anthelmintics currently available in the veterinary market, both to minimize the therapeutic failure in the context of anthelmintic resistance, and to delay the development of it. In this context, the principal aim of this Doctoral Thesis was to evaluate, from a pharmaco-parasitological approach, the advantages/disadvantages of the combined use of anthelminthic drugs in cattle naturally infected with susceptible/resistant nematodes. The present Doctoral Thesis was divided into two Experimental Sections. In Experimental Section I (ex vivo studies) potential pharmacodynamics (PD) and/or pharmacokinetic (PK) interactions at parasite level were evaluated between ivermectin (IVM) and albendazole sulfoxide (ABZSO) used alone or in combination. To carry out the ex vivo studies, the H. contortus ovine parasite was used as a nematode model, given that it is kept under laboratory conditions and the susceptible and resistant isolates are characterized. The results of the ex vivo studies allowed to conclude that parasite motility is a poor parameter for evaluating PK interactions between anthelmintics and for detecting resistance in GI nematodes. In addition, a lower accumulation of IVM and ABZSO was found in resistant H. contortus, which could be due to limitations in the entry/increase of the efflux as well as to an increase in the metabolism of the drug. In Experimental Section II (in vivo studies), the potential PD and/or PK interactions occurring after co-administration of two nematodicidal anthelmintics from different chemical families (anthelmintic combinations) in cattle were evaluated. The IVM+ricobendazole (RBZ) combination had a therapeutic additive effect in cattle under the different natural field conditions evaluated in this Doctoral Thesis. In fact, the combination was highly effective at controlling the IVM-resistant Haemonchus spp. (the combined treatment was the only one that achieved 100% clinical efficacy). and Cooperia spp. resistant to IVM and RBZ. The combination leave fewer resistant genotype worms surviving treatment than a single active, and result in a consequently greater diluting effect of the unselected portion of the population ―in refugia‖; and therefore delay the development of resistance. Regarding the PK study, the plasma concentration profiles for both IVM and RBZ did not show differences after their administration both alone and coadministered, indicating no PK interactions between both anthelmintics in calves. In addition, the RBZ+levamisole (LEV) combination was evaluated, which could be a valid nematodicidal combination in cattle, since both anthelmintics have similar plasma persistence and no PK interactions were observed after their co-administration. The RBZ+LEV combination was the only treatment that achieved 100% clinical efficacy in winter. In this sense, a scenario where the nematode population is susceptible, the use of the combination could be useful to delay the development of resistance, because if an anthelmintic treatment reaches 100% of efficacy, like in the present study, selection of anthelmintic resistance will never occur. As an alternative to optimize parasite control, the PK behavior and the clinical efficacy of IVM after oral and subcutaneous (SC) administration in cattle were also evaluated. Greater efficacy against GI nematodes was observed after oral administration of IVM, compared to SC treatment. However, the enhanced efficacy related to the route of administration was only observed in the presence of certain resistant nematodes. The highest concentrations of IVM reached at the GI level (measured as the drug excreted in faeces) after oral administration compared to SC may have represented an increased GI nematodes exposure to the drug. Thus, it should be considered that the oral administration of IVM could have an impact on the efficacy depending on the level of resistance and the involved nematode population. Finally, the impact of anthelmintic resistance on the productivity of calves naturally infected with GI nematodes resistant to IVM and moxidectin (MXD) was evaluated in a commercial beef-cattle farm. Anthelmintic resistance had a high negative impact on productivity in calves naturally infected with resistant nematodes. The amount of kg and U$S lost due to ineffective anthelmintic treatment depend on the degree of resistance development and the particular condition of each production system (forage resource, involved nematode population, implementation of parasitological monitoring, among others). The results obtained in the present Thesis show that the productive and economic losses due to ineffective parasite control are of significant importance. The pharmaco-parasitological studies carried out in this Doctoral Thesis are necessary to understand the potential advantages/disadvantages of the different alternatives to optimize parasite control in a context of anthelmintic resistance.