Perspectives of beta-lactamases inhibitors in therapy of infections caused by Escherichia coli or Klebsiella with plasmidic resistance to third generation cephalosporins

Summary New plasmidic -lactamases inactivating so far stable cephalosporins, aztreonam and cephamycins restrict the use of these antibiotics in therapy of infections, e.g., byEscherichia coli and Klebsiella. Thus, combinations of -lactamase inhibitors and -lactam antibiotics were investigatedin vitro with regard to their therapeutic perspectives. Minimal inhibitory concentrations and the kinetics of killing in a pharmacodynamic model were determined. Extended broad spectrum betalactamases (EBS--lactamases) representative both for the TEM- and SHV-type were included. None of the available fixed combinations of penicillins and -lactamase inhibitors appears useful for therapy of infections caused by producers of EBS--lactamases. In contrast, combinations of piperacillin and tazobactam or sulbactam plus cephalosporins (cefoperazone, cefotaxime, ceftazidime) or aztreonam are highly active (both by their MICs and bactericidal activity) against TEM-type EBS--lactamases, but less promising for the SHV-type EBS--lactamases, and plasmidic cephamycinase. Of the -lactams available, the monobactam carumonam and the carbapenems (imipenem, meropenem) remain safe in infections caused byE. coli and Klebsiella EBSBase producers.

---

Therapeutische Perspektiven von -Laktamase-Inhibitoren bei Infektionen durch Escherichia coli oder Klebsiella mit plasmid-determinierter Resistenz gegenüber Drittgenerationscephalosporinen

Zusammenfassung Neue plasmid-kodierte -Laktamasen inaktivieren bisher stabile Cephalosporine, Aztreonam und Cephamycine. Sie schränken damit die therapeutische Sicherheit dieser Antibiotika bei Infektionen zum Beispiel durchEscherichia coli oder Klebsiellaarten ein. Deshalb wurden die therapeutischen Perspektiven von Kombinationen aus -Laktamase-Inhibitoren und -Laktam-Antibiotikain vitro analysiert. Die minimalen Hemmkonzentrationen (MHK) wurden gemessen. Zu einem pharmakokinetischen Modell wurde die Abtötungskinetik bestimmt. Einbezogen wurden Enzyme sowohl aus der TEM- als auch der SHV-Reihe. Keine der beiden zugelassenen festen Kombinationen aus Penicillinen und -Laktamase-Inhibitoren erwies sich als erfolgversprechend für die Therapie von Infektionen durch Stämme, welche -Laktamasen mit erweitertem Spektrum produzieren. Demgegenüber waren Kombinationen aus Piperacillin und Tazobactam oder Sulbactam mit Cephalosporinen (Cefoperazon, Cefotaxim, Ceftazidim) oder Aztreonam sowohl aufgrund ihrer MHK-Werte als auch ihrer bakteriziden Aktivität im pharmakodynamischen Modell hochaktiv gegenüber TEM--Laktamasen mit erweitertem Spektrum, jedoch weniger wirksam bei Stämmen mit neuen Enzymen der SHV-Reihe und plasmid-kodierter Cephamycinasen. Unter den derzeit vorhandenen -Laktam-Antibiotika kommt anhand ihrerIn-vitro-Aktivität dem Monobactam Carumonam sowie den Carbapenemen (Impipenem, Meropenem) auch ohne -Laktamase-Inhibitor die größte therapeutische Sicherheit bei Infektionen durchE. coli und Klebsiella-Stämme mit der Fähigkeit zur Synthese von -Laktamasen mit erweitertem Spektrum zu.

---

---

Symposium 2nd Biennial Conference on Chemotherapy of Infectious Diseases and Malignancies, Montreux, March 5^th–8^th, 1989.

---

Supported by Pfizer GmbH, Karlsruhe, FR Germany.     

Macrophages enhance binding of beta-VLDL and cholesterol ester accumulation in cultured aortic smooth muscle cells

Summary The effect of macrophages on the uptake of -very low-density lipoprotein (-VLDL) by smooth muscle cells (SMC) expressing different morphological phenotypes was examined in culture. The SMC were grown alone and in co-culture with macrophages for four days, then incubated with different concentrations of¹²⁵I--VLDL for 3 h at 4°C or with 75 ug/ml -VLDL for 24h at 37°C. The binding of -VLDL to SMC at 4°C was enhanced in the presence of macrophages irrespective of the phenotype expressed by SMC. This occurred through modification of the lipoprotein, since binding of re-isolated macrophage-conditioned -VLDL to SMC was 12.5 times that of fresh -VLDL. This modified form of -VLDL competed with fresh -VLDL for binding to SMC. Binding was inhibited in the presence of probucol, suggesting that an oxidative mechanism may be involved.The presence of macrophages also enhanced the accumulation of -VLDL-derived cholesterol in SMC. While most of this is a consequence of the enhanced binding, macrophages may also act directly on SMC to increase cholesterol accumulation, since the activity of acid cholesterol ester hydrolase and neutral cholesterol ester hydrolase in SMC was reduced in the presence of macrophages.     

Changes in the hydroxyproline,hexosamine and sialic acid of the diabetic human and β, β′-iminodipropionitrile-treated rat retinal vascular systems

Summary The retinal vasculature has been isolated from nondiabetic and diabetic post mortem human eyes by controlled trypsin digestion. Chemical analysis demonstrated increases in the hydroxyproline and hexosamine contents in diabetes. There was no general increase in the sialic acid content. These results have been related to histological preparations of sectors of the same retinas. Administration of, -iminodipropionitrile to rats caused a retinopathy characterised by endothelial cell proliferation, increased PAS-positivity and microaneurysms. Chemical analysis of retinal vascular systems from, -iminodipropionitrile-treated rats revealed increases in hydroxyproline, hexosamine and sialic acid contents.

---

Änderungen des Gehaltes an Hydroxyprolin, Hexosamin und N- azetyl- Neuraminsäure in den Netzhautgefäen von menschlichen Diabetikern und mit , Iminodiproprionitril behandelten Ratten

Zusammenfassung Die Netzhautgefäße wurden post-mortal aus diabetischen und nichtdiabetischen Augen mit Hilfe einer kontrollierten Trypsin-Behandlung gewonnen. Bei der chemischen Analyse fand sich ein Anstieg des Hydroxyprolin- und Hexosamingehaltes in den diabetischen Augen. Der N-azetyl-Neuraminsäuregehalt war im allgemeinen nicht erhöht. Diese Resultate wurden in Beziehung gebracht zu den histologischen Befunden, die an den einzelnen Sektoren der gleichen Retina erhoben wurden. Verabreichung von, -Iminodiproprionitril an Ratten bewirkte eine Retinopathie unter den Zeichen einer Wucherung der Endothelzellen, verstärkter PAS-Anfärbbarkeit und Mikroaneurysmen. Die chemische Analyse der Netzhautgefäße von mit, -Iminodiproprionitril behandelten Ratten zeigte einen erhöhten Gehalt an Hydroxyprolin, Hexosamin und N-azetyl-Neuraminsäure.

---

Variations de l'hydroxyproline, de l'hexosamine et de l'acide sialique dans les systèmes vasculaires rétiniens de l'homme diabétique et du rat traité par le , -iminodipropionitrile

Résumé Le système vasculaire rétinien a été isolé, par digestion trypsique contrôlée, après la mort, à partir d'yeux humains de non-diabétiques et de diabétiques. L'analyse chimique a révélé l'augmentation du contenu en hydroxyproline et en hexosamine, dans le diabète. Il n'y avait pas d'augmentation générale du contenu en acide sialique. Ces résultats ont été rapprochés des préparations histologiques de portions des mêmes rétines. L'administration de, -iminodipropionitrile à des rats provoquait une rétinopathie caractérisée par une prolifération des cellules endothéliales, une PAS-positivité augmentée et des microanévrismes. L'analyse chimique des systèmes vasculaires rétiniens des rats traités par le,-iminodipropionitrile, a révélé l'augmentation du contenu en hydroxyproline, en hexosamine et en acide sialique.

     

Die β-Laktamase-Inhibitoren und ihre klinische Bedeutung

Zusammenfassung Zu den verschiedenen Möglichkeiten der Überwindung einer -Laktamase-bedingten Resistenz von Mikroorganismen gehört der Einsatz von Enzyminhibitoren, die selbst keine nennenswerte eigene antimikrobielle Aktivität aufweisen, jedoch in Kombination mit einem Breitspektrumantibiotikum vom -Laktamtyp synergistisch wirken. Auf diese Weise gelangen -Laktam-resistente Bakterien erneut in das Wirkungsspektrum von Substanzen wie Penicillin G oder Ampicillin, die aufgrund steigender Resistenzentwicklung in den letzten Jahren ihre therapeutische Effizienz zu verlieren drohen. 6--Bromopenicillansäure und die sogenannten Olivansäuren weisen eine bemerkenswerte Hemmpotenz gegenüber verschiedenen -Laktamasen auf. Die mikrobiologischen und bisher vorliegenden pharmakokinetischen Daten eines Penicillansäuresulfons, das ebenfalls signifikante Hemmeigenschaften verschiedener klinisch relevanter -Laktamasen besitzt, werden diskutiert. Von Clavulansäure, einem Stoffwechselprodukt vonStreptomyces clavuligerus mit -Laktamstruktur konnte ebenfalls gezeigt werden, daß es ein progressiver Hemmstoff der -Laktamasen vom Richmond-Typ II-V ist. Neben den bisher vorliegendenIn-vitro-Untersuchungen werden auch Ergebnisse klinischer Studien mit der Kombination Clavulansäure und Amoxicillin erwähnt.

---

Inhibitors of -lactamases and their clinical significance

Summary One of the various possibilities of overcoming bacterial resistance due to -lactamase production is with enzyme inhibitors. These have no remarkable intrinsic antimicrobial activity, but act synergistically in combination with a broad spectrum antibiotic of the -lactam type. Thus -lactam resistant bacteria are once again within the antibacterial spectrum of substances like penicillin G or ampicillin, which have been in danger of losing their therapeutical effectiveness in recent years due to an ever increasing development of resistance. 6--bromopenicillanic acid and the so-called olivanic acids exhibit remarkable inhibitory properties against several -lactamases. Microbiological and pharmacokinetic data published recently on a penicillanic acid sulfone, which also shows significant inhibitory properties against several clinically relevant -lactamases, are discussed in this paper. Clavulanic acid, a recently discovered product ofStreptomyces clavuligerus with a -lactam structure, acts as a progressive inhibitor of Richmond type II-V -lactamases. In addition to microbiological and enzyme-kineticin vitro data, results of clinical studies with the combination clavulanic acid and amoxicillin are summarized.

     

Urinary alanine aminopeptidase and β2-microglobulin as measurements of aminoglycoside-associated renal impairment

Summary The value of urinary alanine aminopeptidase (AAP) and urinary ₂-microglobulin as predictors of aminoglycoside-associated nephrotoxicity was studied in 46 patients treated with gentamicin or tobramycin. In three patients serum creatinine increased by more than 50 µmol/l. Urinary AAP increased in virtually all patients. The degree of these increases could not be correlated to subsequent increases in serum creatinine. Increases in urinary ₂-microglobulin were also seen in many patients who did not show subsequent increases in serum creatinine. Moreover, urinary ₂-microglobulin was elevated before the onset of aminoglycoside treatment in many patients with septicaemia and malignant diseases, thus making an evaluation of antibiotic-induced changes impossible. These results indicate that neither urinary AAP nor urinary ₂-microglobulin can be used to predict aminoglyco-side-associated nephrotoxicity of clinical importance in individual patients.

---

Alaninaminopeptidase und ₂-Mikroglobulin im Urin als Parameter für eine Aminoglykosid-assoziierte Nierenfunktionsstörung

Zusammenfassung Der prognostische Wert der Alaninaminopeptidase (AAP)- und ₂-Mikroglobulinbestimmung im Urin für Nephrotoxizität bei Aminoglykosidtherapie wurde an 46 mit Gentamicin oder Tobramycin behandelten Patienten geprüft. Bei drei Patienten stieg das Serum-Kreatinin um mehr als 50 µmol/l an. Bei nahezu allen Patienten kam es zu einem Anstieg von AAP im Urin. Eine Korrelation zwischen dem Ausmaß gesteigerter AAP-Exkretion und nachfolgender Erhöhung des Serum-Kreatinin bestand nicht. Eine Erhöhung von ₂-Mikroglobulin im Urin war auch bei vielen Patienten nachzuweisen, bei denen es anschließend nicht zu einem Anstieg des Serum-Kreatinin kam. Bei vielen Patienten mit Sepsis und malignen Erkrankungen war bereits vor der Aminoglykosidtherapie eine Erhöhung von ₂-Mikroglobulin im Urin festzustellen; damit war eine Beurteilung der durch das Antibiotikum induzierten Veränderungen unmöglich. Die Ergebnisse zeigen, daß weder AAP noch ₂-Mikroglobulin im Urin zur Vorhersage einer klinisch relevanten Aminoglykosid-assoziierten Nephrotoxizität beim Einzelpatienten geeignet sind.

     

Serum β2-Microglobulin in Chronic Hepatitis C

₂-Microglobulin(₂-MG) plays a key role in influencingthe immune response to viral infections as it is anintegrating part of the main histocompatibility system(HLA). We attempted to evaluate the changes in class I HLA antigens bycomparing the serum ₂-MG behavior in agroup of patients affected by chronic hepatitis C withthat observed in a group of healthy controls. Our studyrevealed that the patients presented higher serumbeta-MG levels than healthy controls (P = 0.0003).beta-MG levels were correlated with duration and degreeof the disease. Furthermore, there was a statisticallysignificant correlation between ₂-MG andHCV RNA levels, while no correlations were observedbetween serum ₂-MG levels and HCVgenotypes. The increment in serum ₂-MGvalues accompanying the progression of liver disease may be an expression ofaugmented production rather than alteredexcretion.     

Thein vitro inactivation of thirteen β-lactam antibiotics by other mechanisms than adsorption to faecal substance

Summary We have investigated the antibiotic inactivating capacity of intestinal contentsin vitro in faeces. In the presently reported study the influence of -lactamase catalyzed hydrolysis on the antimicrobial activity of 13 commonly used -lactam antibiotics was investigated, while the influence of non-specific adsorption of antibiotics to faecal compounds was also taken into account. The following antibiotics were tested: benzylpenicillin, amoxicillin, amoxicillin/clavulanate, cloxacillin, piperacillin, temocillin, cefuroxime, cefamandole, cephradine, cefotaxime, ceftazidime, aztreonam and imipenem. Faecal samples were obtained from 30 healthy volunteers. Six different concentrations of each antibiotic were added to 1 g of faeces. After 24 h of incubation at 37°C the remaining amount of active antibiotic was determined by means of a growth inhibition assay. The contribution to the test results of non-specific adsorption to macromolecules was calculated by means of a model and the inactivation data were subsequently corrected. The amount of antibiotic non-specifically bound to faecal macromolecules varied from 0% to 80% of the amount of antibiotic initially added to the faeces. A considerable difference was found in the degree of inactivation of several antibiotics. However, in contrast to earlier investigations, the results of this study show that in a normal population the influence of -lactamase catalyzed hydrolysis on the activity of -lactam antibiotics is apparently very small when compared to the influence of non-specific adsorption of -lactam antibiotics to faecal compounds.

---

Inaktivierung von 13 -Laktamantibiotika durch Mechanismen, die nicht auf Adsorption durch Bestandteile der Faeces zurückzuführen sind

Zusammenfassung Die Fähigkeit des Darminhaltes, Antibiotika zu inaktivieren, wurdein vitro untersucht. In der vorliegenden Studie wurde neben der unspezifischen Adsorption von Antibiotika an Stuhlbestandteile vor allem der Einfluß der -Laktamase-vermittelten Hydrolyse auf die anti-mikrobielle Aktivität von 13 gebräuchlichen -Laktamantibiotika untersucht (Benzylpenicillin, Amoxicillin, Amoxicillin/Clavulansäure, Cloxacillin, Piperacillin, Temocillin, Cefuroxim, Cefamandol, Cephradin, Cefotaxim, Ceftazidim, Aztreonam und Imipenem). Die Stuhlproben wurden von 30 gesunden Probanden gewonnen. Jedes Antibiotikum wurde in sechs verschiedenen Konzentrationen jeweils zu 1 g Faeces gegeben. Nach 24 h Inkubationszeit bei 37°C wurde mittels Wachstumshemmtest die Restaktivität des Antibiotikums bestimmt. Die Ergebnisse wurden mit dem Faktor der unspezifischen Adsorption an Makromoleküle (Berechnung nach entsprechendem Modell) korrigiert. Von der ursprünglich zugegebenen Antibiotikamenge wurden 0 bis 80% unspezifisch an Makromoleküle der Faeces gebunden. Zwischen dem Inaktivierungsgrad der Antibiotika bestanden beträchtliche Unterschiede. Im Vergleich zur unspezifischen Adsorption an Stuhlbestandteile erwies sich in dieser Studie — im Gegensatz zu früheren Untersuchungen — der Einfluß der Hydrolyse durch -Laktamasen auf die Antibiotikaaktivität bei gesunden Personen als sehr gering.

     

Incidence of strains producing extended spectrum β-lactamases in Argentina

Summary The incidence of strains producing transferable -lactamases capable of hydrolyzing third generation cephalosporins or aminothiazole-oximino substituted monobactams in five Buenos Aires hospitals during a four month period was studied. These enzymes were categorized by 1) MIC 1 mg/l for third generation cephalosporins; 2) MIC < 0.06 mg/l for third generation cephalosporins combined with clavulanic acid or sulbactam; 3) sensitivity to imipenem or cephamycins (excluding permeability mutants); and 4) transferable resistance by conjugation. -lactamases hydrolyzing aminothiazole-oximino substituted monobactams were produced by 17.2% of Enterobacteriaceae from intensive care unit patients; 3.6% from inpatients of other units and 1.2% from outpatients. Producers were mainlyKlebsiella spp. (45/46) resistant to aminoglycosides (most of them AAC 3 — AAC 6 producers). Three strains had a an isoelectric point of 6.0, two of 6.5 and three of 7.7. TEM-1 -lactamase (isoelectric point 5.4) was detected in 6/8 strains. An inocolum effect was observed in 40/46 strains. AKlebsiella pneumoniae strain preserved since 1982 also produced a transferable -lactamase hydrolyzing aminothiazole-oximino substituted monobactams.

---

Vorkommen von Bakterienstämmen mit erweitertem Breitspektrum -Laktamasen in Argentinien

Zusammenfassung Während einer Zeit von vier Monaten wurde an fünf Krankenhäusern in Buenos Aires nach dem Vorkommen von Stämmen mit Bildung übertragbarer -Laktamasen gesucht, die Cephalosporine der dritten Generation oder aminothiazol-oximino-substituierte Monobaktame hydrolysieren. Kriterien für die Selektion dieser Enzyme waren 1) MHK-Werte von 1 mg/l für Cephalosporine der dritten Generation; 2) MHK-Werte von < 0,06 mg/l für Drittgenerationscephalosporine in Kombination mit Clavulansäure oder Sulbactam; 3) Empfindlichkeit gegenüber Imipenem oder Cephamycinen; 4) Resistenz übertragbar. Zur Bildung von -Laktamasen mit hydrolytischer Aktivität gegen Aminothiazol-oximinosubstituierte Monobaktame waren 17,2% der Enterobacteriaceae-Isolate von Intensivpflegepatienten befähigt, 3,6% der Isolate von Patienten von anderen Stationen und 1,2% der Isolate von ambulanten Patienten. Die meisten der Stämme, die diese Enzyme bildeten (45/46), waren aminoglykosidresistenteKlebsiella spp. (Synthese von AAC 3-AAC 6). Der isoelektrische Punkt lag bei drei Enzymen bei 6,0, in zwei Fällen bei 6,5 und in drei Fällen bei 7,7. Sechs von acht Stämmen bildeten TEM-1 -Laktamase. Bei 40 der 46 Stämme wurde ein Inokulumeffekt festgestellt. Die Bildung übertragbarer -Laktamasen mit hydrolytischer Wirkung gegen Aminothiazolyl-oximino-substitutierte Monobaktame wurde in einem bereits seit 1982 gelagertenKlebsiella pneumoniae-Stamm nachgewiesen.

     

Oligosaccharides accumulated in the bovineβ-mannosidosis kidney

Summary The phenotype of bovine-mannosidosis (-mannosidase deficiency), recently identified in Salers cattle, is similar to the caprine form of the disease (Abbittet al., 1991). This investigation was designed to characterize accumulated kidney oligosaccharides in bovine-mannosidosis. Oligosaccharides were extracted from the kidney of an affected Salers calf and purified by chromatographic techniques. The amount of accumulating oligosaccharides in 1 g of wet tissue was about 21µmol. Structures of derivatized oligosaccharides were characterized by high-performance liquid chromatography, mass spectrometry, methylation analysis and sequential exoglycosidase digestions. The major accumulating oligosaccharides were Man1-4GlcNAc and Man1-4GlcNAc1-4GlcNAc. Oligosaccharides accumulating in minor amounts were Man1-4GlcNAc1-4Man1-4GlcNAc, Man1-6Man1-4GlcNAc1-4GlcNAc and Man1-4GlcNAc1-4Man1-4GlcNAc1-4GlcNAc. As in caprine-mannosidosis, oligosaccharides with terminal-mannose residues and cleaved as well as uncleaved chitobiose linkages were identified in bovine-mannosidosis kidney. The accumulating oligosaccharides in tissue were thus identical in bovine and caprine-mannosidosis; however, the source of the novel oligosaccharides remains to be determined.     

Inactivation of HIV in plasma derivatives by β-propiolactone and UV irradiation

Summary The inactivation of HIV in human plasma and plasma derivatives by combined treatment with -propiolactone and UV-irradiation was investigated. -propiolactone inactivated 3.5 log₁₀ and UV 2.8 log₁₀ HIV in plasma and -propiolactone 3.5 log₁₀ in cryoprecipitate and UV irradiation 4.5 log₁₀ in factor VIII concentrate.

---

Inaktivierung von HIV in Plasmaderivaten durch -Propiolacton in Kombination mit UV-Bestrahlung

Zusammenfassung Untersucht wurde die Inaktivierung von HIV in humanem Plasma und Plasmaderivaten durch die kombinierte Behandlung mit -Propiolacton und UV-Bestrahlung. HIV wurde durch -Propiolacton um 3,5 log₁₀ und UV um 2,8 log₁₀ in Plasma und durch -Propiolacton um 3,5 log₁₀ in Kryopräzipitat bzw. durch UV um 4,5 log₁₀ in Faktor VIII-Konzentrat inaktiviert.

     

A new plasmidic cefotaximase in a clinical isolate of Escherichia coli

Summary Escherichia coli GRI was isolated from an ear exudate of a newborn. The strain was highly resistant to cefotaxime (MIC 128 mg/l). Resistance to cefotaxime and the majority of -lactam antibiotics was readily transferred to anEscherichia coli recipient strain. Both the wild type and the transconjugant strains are different in their resistance phenotype from TEM-3 -cefotaximase producers by higher MICs to the majority of -lactams and lower MICs to ceftazidime. The isoelectric point of the cefotaximase ofE. coli GRI was 8.9 in comparison with 6.3 for TEM-3. Thus, the enzyme produced byE. coli GRI represents a new plasmidic (plasmid pMVP-3) broad spectrum -lactamase (CTX-M) which may not be closely related to either the TEM- oder SHV-family of extended broad spectrum -lactamases.

---

Eine neue plasmidische Cefotaximase in einem Escherichia coli Stamm. Escherichia coli

Zusammenfassung GRI wurde aus dem Ohrexsudat eines Neugeborenen isoliert. Der Stamm war hoch resistent gegenüber Cefotaxim (MHK 128 mg/l). Die Resistenz gegenüber Cefotaxim sowie den meisten übrigen -Laktamantibiotika war leicht übertragbar auf einen anderenEscherichia coli Stamm. Sowohl derE. coli Wildtypstamm als auch die Transkonjuganten unterscheiden sich in ihrem Resistenzmuster von den TEM-3-cefotaximase produzierenden Stämmen, und zwar durch höhere MHK-Werte gegenüber der Mehrzahl der -Laktamantibiotika, jedoch niedrigeren MHK-Werten für Ceftazidim. Zudem ist der isoelektrische Punkt der neuen Cefotaximase vonE. coli GRI mit 8,9 gegenüber 6,3 für das TEM-3 Enzym deutlich verschieden. Deshalb liegt mit dem vonE. coli GRI produzierten Enzym eine neue plasmidische (Plasmid pMVP-3) -Laktamase (CTX-M) mit erweitertem Breitspektrum vor. Sie unterscheidet sich sowohl von den bisher beschriebenen Enzymen der TEM- als auch denen der SHV-Gruppe.

     

Resistance to third generation cephalosporins: the current situation

Summary Newer -lactam antibiotics, notably the third generation cephalosporins (3 GC) have been designed for providing high intrinsic potency against a large variety of microorganisms. Bacterial resistance can occur however, and nowadays, clinicians are concerned by novel situations where even most recently developed compounds can be ineffective. A first situation is generated by bacteria which produce great amounts of chromosomal cephalosporinase. The resistance emerges during therapy, in hospital isolates which are classified as susceptible with conventional susceptibility testing. The prevalence of 3 GC resistance among these gram-negative rods with inducible -lactamase seems to increase in some institutions but the significance of susceptibility testing in this regard is doubtful. It is probably more important to note that the prevalence of gram-negative rods with inducible -lactamases remains stable. A second problem arose with the abrupt development of plasmid mediated -lactamases markedly active against 3 GC. This resistance is underestimated because some strains fall into susceptibility range of 3 GC as determined by MICs or inhibition zone sizes. These extended spectrum enzymes are now distributed over four continents and represent a growing threat.

---

Resistenz gegen Cephalosporine der dritten Generation: Gegenwärtige Situation

Zusammenfassung Neuere -Laktamantibiotika, vor allem die Cephalosporine der dritten Generation, wurden im Hinblick auf hohe intrinsische Aktivität gegen ein breites Erregerspektrum konzipiert. Dennoch können Bakterien gegen diese Substanzen resistent werden, und die Ärzte stehen besorgt vor der Situation, daß selbst die neuesten Substanzen wirkungslos sein können. Das eine Problem ist die Produktion chromosomal kodierter Cephalosporinasen in großen Mengen durch bestimmte Bakterien. Die Resistenzentwicklung tritt unter der Therapie auf, betroffen sind Krankenhausstämme, die bei konventioneller Empfindlichkeitstestung sensibel sind. Diese gramnegativen Bakterien mit induzierbarer -Laktamase scheinen in einigen Kliniken zuzunehmen, die Resistenztestung ist in dieser Hinsicht jedoch von fraglichem Wert. Wichtiger erscheint die Feststellung, daß die Prävalenz von gramnegativen Bakterien mit induzierbarer -Laktamase stabil bleibt. Ein zweites Problem ergab sich aus dem plötzlichen Auftreten plasmid-kodierter -Laktamasen, die beträchtliche Wirkung gegen Cephalosporine der dritten Generation haben. Diese Resistenz wird unterschätzt, da einige Stämme noch im Empfindlichkeitsbereich der Cephalosporine der dritten Generation bei MHK-Bestimmung oder im Hemmhoftest liegen. Diese Breitspektrum-Enzyme haben sich inzwischen über vier Kontinente ausgebreitet und stellen eine zunehmende Bedrohung dar.

---

---

Supported by Hoechst AG, Frankfurt/Main.     

The inborn errors of peroxisomal β-oxidation: A review

Summary In recent years a growing number of inherited diseases in man have been recognized in which there is an impairment in peroxisomal -oxidation. In some diseases this is due to the (virtual) absence of peroxisomes leading to a generalized loss of peroxisomal functions including peroxisomal -oxidation. In most inborn errors of peroxisomal -oxidation, however, peroxisomes are normally present and the impairment in peroxisomal -oxidation is due to the single or multiple loss of peroxisomal -oxidation enzyme activities. In all these disorders there is accumulation of very-long-chain fatty acids in plasma, which allows biochemical diagnosis of patients affected by an inborn error of peroxisomal -oxidation to be done via gas-chromatographic analysis of plasma very-long-chain fatty acids. Subsequent enzymic and immunological investigations are required to identify the precise enzymic defects in these patients. In all inborn errors of peroxisomal -oxidation known today there are multiple abnormalities, especially neurological with death usually occurring in the first decade of life. Prenatal diagnosis of these disorders has recently become possible.     

Heat shock protein induction in rat pancreatic islets by recombinant human interleukin 1β

Summary Interleukin 1, potentiated by tumour necrosis factor , is cytotoxic to pancreatic Beta cells in vitro. We have hypothesized that interleukin 1 induces oxygen free radicals in Beta cells. Since cytotoxicity induced by free radicals and by heat may activate the same cellular repair mechanism (the heat shock response), the aim of this study was to investigate the pattern of protein synthesis in isolated islets after exposure to interleukin 1 (150 pg/ml, 24 h), tumour necrosis factor (50 ng/ml, 24 h), heat shock (43°C, 30 min) and H₂O₂ (0.1 mmol/l, 20 min). By polyacrylamide gel electrophoresis, autoradiography, Western-blot analysis and partial peptide mapping of ³⁵S-methionine labelled islets, interleukin 1 was found to induce a 73 kilodalton protein belonging to the heat shock protein family heat shock protein 70, a heat shock protein 90, and haem oxygenase. A minor induction of heat shock protein 73 and haem oxygenase was seen after H₂O₂. Interleukin 1 did not induce heat shock proteins in rat thyroid cells, rat mesangial cells or in human monocytes. Tumour necrosis factor did not induce selective protein synthesis. Pre-exposure of islets to heat, tumour necrosis factor , or H₂O₂ did not prevent the impairment of glucose-stimulated insulin release seen after 24 h of interleukin 1 exposure. The data are compatible with free radical induction by interleukin 1. However, the heat shock response is not specific for oxidative injury, and previous studies have shown discrepant effects as to a protective effect of free radical scavengers against interleukin 1-mediated beta-cytotoxicity. Thus, a role for free radicals in this context is not definitely proven.     

Distribution pattern of α and β myosin in normal and diseased human ventricular myocardium

Summary All fibers in three normal, four dilated, and two ischemic human ventricles were classified according to their myosin content using three sets of monoclonal antibodies each specific for one myosin heavy chain isoform (, and ). Numerous fibers contained only myosin heavy chain (denoted as fibers), others contained either and , or and myosin heavy chain (denoted as and fibers, respectively). The percentages of fibers were systematically determined along the walls of seven homologous regions of the ventricular myocardium.In all ventricles, there was an -fiber transmural gradient, with less fiber in the subendocardium than in the subepicardium. More fibers were found in the right than in the left ventricular wall but there was no difference between the mid-portion and the apex of the free wall of each ventricle. The diseased ventricles contained a lower fiber percentage than the normal hearts. fibers were very rare in the normal ventricles (less than 5%) and almost inexistent in pathological hearts. The correlation between the mean fiber percentages of the diseased hearts and their cardiac indices (r=0.88, P<0.05) suggests that the small amount of myosin distributed in a large number of ventricular fibers could play a role in the contractile performance of the heart. In conclusion, this study provides evidence for 1) an fiber transmural gradient, and 2) a lower myosin ratio in discased than in normal human ventricle.This work was supported in part by L'Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale 101 rue de Tolbiac, 75013 Paris     

Distribution of β-Adrenoceptor Subtypes in Gastrointestinal Tract of Nondiabetic and Diabetic BB Rats A Longitudinal Study

The effects of aging and diabetes on thedistribution of -adrenoceptor subtypes in the gutwere investigated in the BB rat.[¹²⁵I]Cyanopindolol binding to 10-msections was evaluated using film autoradiography. Cyanopindolol binding to -,₁-, and₂-adrenoceptors was displaced by 1M propranolol, 50 nM ICI-89-406, and 100 nMICI-118-551, respectively. -Adrenoceptor bindingwas highest in the circular muscle of proximal colon and lowest in thepylorus of 4- to 5-month-old rats. Aging (8- to10-month-old vs. 4- to 5-month-old rats) was associatedwith increased -adrenoceptor binding in thepylorus and reduced binding in the proximal colon.Diabetes had a time-dependent effect on the level of-adrenoceptor binding. It was increased in theantral and pyloric stomach but longer periods ofdiabetes caused a reduction in -adrenoceptorbinding in the pylorus. Those in the intestine werereduced time-dependently and involved₁- or ₂-adrenoceptorsor both.     

The importance of incubation temperature for detecting beta-lactam-resistant staphylococcus aureus strains

Summary Sixty-six isolates of methicillin-resistantStaphylococcus aureus strains originating from Austria, Egypt, the Federal Republic of Germany and Switzerland were tested for their sensitivity to 12 -lactam antibiotics at both 30° and 37° C using the agar disk diffusion test. The MICs for six of the -lactam antibiotics were determined by the microdilution technique. Resistance to methicillin was always accompanied by resistance to several -lactam antibiotics. Resistance to all semi-synthetic penicillins and cephalosporins, including cefotaxime, was higher at 30° C than at 37° C. Cephalothin and cefamandole proved to be the most effective cephalosporin antibiotics against methicillin-resistantS. aureus strains. Newer cephalosporins, i. e. cefotaxime, cefoxitin and cefuroxime, exhibited only a low rate of activity against these strains. The occurrence of phage-type 85 inS. aureus strains from Austria, Egypt and Germany indicates that certain lysotypes are widespread.

---

Die Bedeutung der Bebrütungstemperatur für die Erkennung Beta-Lactam-Antibiotika-resistenter Staphylococcus aureus-Stämme

Zusammenfassung Sechsundsechzig Methicillin-resistenteStaphylococcus aureus-Stämme aus Ägypten, der Bundesrepublik Deutschland, Österreich und der Schweiz wurden im Agardiffusionstest parallel bei 30° C und 37° C auf ihre Empfindlichkeit gegenüber zwölf -Lactam-Antibiotika geprüft. Bei sechs dieser Antibiotika wurden zusätzlich die MHK-Werte im Mikrodilutions-Verfahren bestimmt. Methicillin-Resistenz war ausnahmslos gekoppelt mit der Resistenz gegen mehrere andere -Lactam-Antibiotika. Gegenüber allen semi-synthetischen Penicillinen und Cephalosporinen einschließlich des Cefotaxims war die Resistenz bei 30° C stärker ausgeprägt als bei 37° C. Unter den Cephalosporin-Antibiotika zeigten Cephalotin und Cefamandol die stärkste Wirksamkeit gegen methicillinresistenteS. aureus-Stämme. Die neueren Cephalosporine wie Cefotaxim, Cefoxitin und Cefuroxim waren selten wirksam. Das Auftreten vonS. aureus-Stämmen mit dem Lysisbild 85 in Ägypten, in der Bundesrepublik Deutschland und in Österreich zeigt, daß gewisse Lysotypen weit verbreitet sind.

     

Differential interleukin-1 receptor antagonism on pancreatic beta and alpha cells. Studies in rodent and human islets and in normal rats

Summary The monokines interleukin-1 and - have been implicated as effector molecules in the immune-mediated pancreatic beta-cell destruction leading to insulin-dependent diabetes mellitus. Here we investigated the effects of interleukin-1 receptor antagonism on insulin and glucagon release of rat, mouse and human islets exposed to recombinant human interleukin-1, and on interleukin-1 induced changes in blood glucose, serum insulin and serum glucagon levels in Wistar Kyoto rats. The interleukin-1 receptor antagonist reduced the co-mitogenic effect of interleukin-1 on mouse and rat thymocytes with a 50% inhibitory concentration of 10- and 100-fold molar excess, respectively. Complete inhibition was obtained with a 100–1,000-fold molar excess. However, at a 100-fold molar excess the interleukin-1 receptor antagonist did not antagonise the potentiating effect of interleukin-1on rat islet insulin accumulation during 3 and 6 h of exposure or of interleukin-1-induced inhibition of insulin release after 24 h. In contrast, interleukin-1-stimulated islet glucagon release was completely antagonised by a 100-fold molar excess of interleukin-1 receptor antagonist. A 10,000-fold molar excess of interleukin-1 receptor antagonist was needed to antagonise interleukin-1 stimulatory and inhibitory effects on rat beta-cell function in vitro. A 100-fold excess of interleukin-1 receptor antagonist could not counteract interleukin-1 effects on mouse and human beta cells, excluding species difference in the efficacy of the human interleukin-1 receptor antagonist. An anti-mouse interleukin-1 receptor type I antibody completely abolished interleukin-1 effects on isolated mouse islets. A 10–100-fold molar excess of interleukin-1 receptor antagonist antagonised interleukin-1-induced fever, hypercorticosteronaemia and hyperglucagonaemia, but not interleukin-1-induced reduction in insulin/glucose ratio in normal rats. In conclusion, our results suggest that antagonism of interleukin-1 effects on beta cells requires higher concentrations of interleukin-1 receptor antagonist than those necessary to block interleukin-1 action on islet alpha cells and other interleukin-1 targets in vitro and in vivo. This may contribute to the understanding of the specificity of the immunological beta-cell destruction leading to insulin-dependent diabetes.     

Compound heterozygosity for a β∘-thalassemia (frameshift codons 38/39; -C) and a nondeletional swiss type of HPFH (A→C at NT -110, Gγ) in a Czechoslovakian family

Summary We have analyzed the levels and composition of the fetal hemoglobin (Hb F) in several members of a Czechoslovakian family with a heterozygosity for a newly discovered -thalassemia (codons 38/39; -C), or for a newly detected nondeletional hereditary persistence of fetal hemoglobin (a form of Swiss-HPFH with an AC mutation at nucleotide –100 5 to the Cap site of G), or with a compound heterozygosity for these two conditions. The Hb F level in the -thalassemia heterozygotes averaged 0.3% with low G values ( 28%) and relatively high AT values ( 50%), that in the two Swiss-HPFH heterozygotes averaged 0.8% with 95% G, while that of the compound heterozygote was 3.1% with 95% G. The low Hb F levels were determined with a recently published cation exchange high-performance liquid chromatography (HPLC) procedure that is accurate at the 0.1%–0.2% Hb F level [3]. This method, together with a reversed-phase HPLC procedure, made it possible to detect this unusual type of nondeletional G-HPFH and provided the data indicating that the increased Hb F in the compound heterozygote was derived mainly from the chromosome with the HPFH determinant.This study was supported in part by USPHS Research Grant HLB-41544     

Die Bildungsarten,Entwicklungsstadien und Wachstumsstufen des Carcinoms am Beispiel der Epithelproliferationen der Brustdrüse

Zusammenfassung Am Beispiel früher (1937) schon beschriebener Drüsenkrebse und am Beispiel neu untersuchter Epithelproliferationen der Brustdrüse bei der Mastopathia fibrosa cystica lassen sich 2 Bildungsarten des Krebses herausstellen. Sie unterscheiden sich durch den Zeitpunkt der morphologisch erkennbaren Cancerisierung vor oder nach einer Zellproliferation. Sie stimmen darin überein, daß bei beiden Bildungsarten im Beginn ein matrizides (Rössle) Wachstum vorliegt, d. h. ein intraepithelialer Beginn im zunächst unveränderten Muttergewebe. Nach Maßgabe wissenschaftlicher Übereinkunft kann man eine zweiphasische oder eine dreiphasische Entwicklung unterscheiden. Es gibt eine intraepitheliale Zellabartung, bei der morphologisch Cancerisierung und Epithelproliferation zeitlich zusammenfallen (1. Bildungsart). Es gibt eine Zellabartung, bei der morphologisch eine gutartige Proliferation der morphologisch erfaßbaren Cancerisierung vorangeht (2. Bildungsart). Die Cancerisierung ist bei der 1. Bildungsart unabhängig von Zellzahl und Differenzierung, bei der 2. Bildungsart teilweise abhängig von der Zellzahl, aber wiederum nicht von der Differenzierung. Die Befunde bei der Mastopathia fibrosa cystica sprechen für das Vorliegen langdauernder cytostatischer Phasen der so verschiedenen Zellproliferationen und Zelldifferenzierungen.Mit 5 Textabbildungen.Herrn Prof. Dr. Dietrich in Dankbarkeit und Verehrung zum 80. Geburtstag.