مواضيع المحاضرة:
background image

Unit 7: Chemotherapeutic Drugs

 

 

 

210 

Lecture 6 - Antimycobacterial drugs 

Mycobacterium infections are among the most difficult of 
all bacterial infections to cure. Mycobacteria are slowly 
growing organisms, making them relatively resistance to 
antibiotics.  Mycobacterial  organisms are intracellular, 
residing within macrophages and inaccessible to drug that 
penetrate poorly. Combination of drugs rather than to any 
single drug are required to overcome the resistance during 
the course of therapy, and the treatment must be 
administered for months to years depending on which 
drugs are used. 

 

Summary of drugs used to treat mycobacterial infections. 

Drugs used in tuberculosis: 

Therefore, multidrug therapy is employed when treating 
tuberculosis in an effort to delay or prevent the emergence 
of resistant strains.  
The multidrug regimen is continued well beyond the 
disappearance of clinical disease to eradicate any 
persistent organisms. For example, the initial short-course 
chemotherapy for tuberculosis includes isoniazid, 
rifampin, ethambutol,
 and pyrazinamide for 2 months and 
then isoniazid and rifampin for the next 4 months. Before 

susceptibility data are available, more drugs may be added 
to the first-line ones for patients who have previously had 
tuberculosis or those in whom multidrug-resistant 
tuberculosis is suspected. The added drugs normally 
include an aminoglycoside (streptomycin, kanamycin, or 
amikacin) or capreomycin (injectable agents), a 
fluoroquinolone, and perhaps a second-line 
antituberculosis agent such as cycloserine, ethionamide, 
or para-aminosalicylic acid until we obtain one successful 
strategy for achieving better treatment, it is known as 
DOT“directly observed therapy,”.  

First-line drugs 

1)  Isoniazide (INH):  

  It is hydrazide of isonicotinic acid the synthetic analogue 

of pyridoxine. It is the most potent of the anti-tubercular 
drugs, but is never given as a single agent in the treatment 
of active tuberculosis. 

  Mechanism of action:  

Is a prodrug that is activated by a mycobacterial catalase-
peroxidase (KatG). it inhibits the synthesis of mycolic 
acids which is essential component of the mycobacterial 
cell wall. Mycobacterium becomes resistance to drug by 
reducing the ability of organism to accumulate the drug. 

  Kinetics:  

Absorption of INH is readily after oral administration but 
reduced in the presence of food and antacids thus it is 
taken an hour before meals. Distribution is well into all 
body fluid and tissues as CNS and CSF. Excretion is 
mainly in the urine and also excreted in the saliva, sputum 
and milk. 

  Antibacterial spectrum:  

Isoniazid is specific for treatment of M. tuberculosis, 
although Mycobacterium kansasii (an organism that 
causes three percent of the clinical illness known as 
tuberculosis) may be susceptible at higher drug levels. 
When it is used alone, resistant organisms rapidly emerge. 

  Side effects 

1)  Allergic reaction including fever and skin rash. 
2)  Hepatitis occurs due to toxic metabolite which is the 

monoacetylhydrazin. Incidence is increased by age. 

3)  Peripheral neuritis (paresthesia) is the most common 

adverse effects due to a relative pyridoxine deficiency. 
Most of the toxic reactions are corrected by pyridoxine 
supplementation. 

4)  Drug interaction: INH can potentiate the adverse effects 

of phenytoin because the INH inhibits metabolism of 
phenytoin. 


background image

Unit 7: Chemotherapeutic Drugs

 

 

 

211 

2)  Rifamycins:  

Rifampin, rifabutin

, and 

rifapentine

 are all considered to 

be rifamycins, a group of structurally similar macrocyclic 
antibiotics, which are first-line drugs for tuberculosis. 
Any of these rifamycins must always be used in 
conjunction with at least one other antituberculosis drug 
to which the isolate is susceptible. 

 

Rifampin: 

  It is a broad spectrum antimicrobial, active against G+ve 

and G-ve cocci and some enteric bacteria, mycobacteria 
(including M.tuberculosis and M.leprae) and Chlamydia. 
Rifampin  has a broader antimicrobial activity than 
isoniazid . Because resistant strains rapidly emerge during 
therapy, it is never given as a single agent in the treatment 
of active tuberculosis. 

  Mechanism of action       

Rifampin binds to the bacterial DNA dependent RNA 
polymerase thus inhibiting RNA synthesis. Human RNA 
is not affected. The administration of rifampin alone may 
cause resistant to the mycobacteria. Resistance may be 
due to chemical modification of microbial RNA-
polymerase. 

  Side effects 

1)  Harmless orange color to urine, sweat and tears. 
2)  Jaundice in patients with hepatic failure or alcoholics. 
3)  Nausea, vomiting, skin rashes and fever. 
4)  Rifampin can induce the cytochrome P-450, it can 

decrease the half-lives of other drugs (as warfarin, 
prednisone, oral contraceptives) that are coadministered 
and metabolized by this system. This may lead to 
higher dosage requirements for these agents. 

 

Rifabutin:

  it is a derivative of rifampin, is the preferred 

drug for use in tuberculosis. it is a less potent inducer of 
cytochrome P450 enzymes. Rifabutin has adverse effects 
similar to those of rifampin but can also cause uveitis, 
skin hyperpigmentation, and neutropenia. 

 

Rifapentine:

 it has activity comparable to that of 

rifampin but has a longer half-life than rifampin and 
rifabutin, which permits weekly dosing. However, for the 
intensive phase (initial 2 months) of the short-course 
therapy for tuberculosis, rifapentine is given twice 
weekly. In the subsequent phase, rifapentine is dosed 
once per week for 4 months. To avoid resistance issues, 
rifapentine should not be used alone. 

 

 

3) 

Ethambutol

:  

It is bacteriostatic and specific for most strains of 
mycobacterium cell wall. Resistance is not a serious 
problem if the drug is employed with other 
antituberculous agents. Ethambutol is well absorbed 
orally, well distributed to all body fluids even to CSF and 
that is why used in tubercular meningitis.. Ethambutol 
inhibits arabinosyl transferase—an enzyme that is 
important for the synthesis of the mycobacterial 
arabinogalactan cell wall. Resistance is not a serious 
problem if the drug is employed with other antitubercular 
agents Both parent drug and metabolites are excreted by 
glomerular filtration and tubular secretion.  

 

 

Side effects: 

1)  The most important side effect is optic neuritis, which 

results in diminished visual acuity and loss of ability to 
discriminate between red and green. Visual acuity should 
be periodically examined. Discontinuation of the drug 
results in reversal of the optic symptoms. In addition, 
urate excretion is decreased by the drug; thus, gout may 
be exacerbated. 

2)  May cause urate retention and gouty attacks. 

 

 

Figure 34.8 Rifampin 
induces cytochrome 
P450, which can 
decrease the half-
lives of 
coadministered drugs 
that are metabolized 
by this system.

 

Pyrazinamide 
and ethambutol
 
may cause urate 
retention and 
gouty attacks.

 


background image

Unit 7: Chemotherapeutic Drugs

 

 

 

212 

 

 

4)  Pyrazinamide

: it is bactericidal to actively dividing 

organisms. It is enzymatically hydrolyzed to pyrazinoic 
acid which is the active form of the drug,

 

but the 

mechanism of its action is unknown The drug is well 
absorbed after oral administration from gut; well 
distributed into body tissues including CSF. The main 
side effects include hepatic toxicity and gouty attack due 
to urate retention. 

 

Second-line drugs: 

A number of drugs aminosalicylic acid, ethionamide, 
cycloserine are considered second-line drugs because they 
are no more effective than the first-line agents and their 
toxicities are often more serious. 

1)  Aminosalicylic acid

: it is derivative of salicylic acid with 

similar structure to p-aminobenzoic acid (PABA). It is a 
bacteriostatic agent that acts as a competitive inhibitor for 
PABA in folate biosynthesis. 

2)  Ethionamide

: it is chemically related to isoniazid and 

also blocks the synthesis of mycolic acids. It is effective 
after oral administration and is widely distributed 
throughout the body, including the CSF. Side effects that 
limit its use include gastric irritation, hepatotoxicity, 
peripheral neuropathies and optic neuritis. 

3)  Cycloserine

: it is orally effective tuberculostatic agent 

appears to antagonize the step in bacterial cell wall 
synthesis involving D-alanine. It distributes well 
throughout body fluids, including CSF. Side effects: 
peripheral neuropathy and CNS disturbances including 
depression and psychotic reactions. 

 

 

 

 

 

Drugs used in the treatment of leprosy: 

Leprosy (Hansen’s disease) is caused by M.leprae. Bacilli 
from skin lesions or nasal discharges of infected patients 
enter susceptible individual via the skin or respiratory 
tract. The recommended drug treatment by WHO is triple 
drug regimen that consists of dapsone, clofazimine and 
rifampin for at least 2 years and until skin biopsy is 
negative for the causative bacilli. 

1)  Dapsone:

 structurally similar to sulfonamides. It acts a 

competitive inhibitor of folic acid synthesis. Dapsone is 
also employed in the treatment of pneumocystis carinii in 
HIV patients. Side effects include hemolysis especially in 
patients with G-6PD deficiency, methemoglobinemia, 
peripheral neuropathy and the possibility of developing 
erythema nodosum leprosum. 

2)  Clofazimine

: it binds to DNA and inhibits template 

function. It has anti-inflammatory effect that can prevent 
erythema nodosum leprosum that happen with dapsone. 
Adverse effects include a red-brown discoloration of the 
skin and eosinophilic enteritis.  

 
 

Some characteristics of first-line drugs used in 
treating tuberculosis. CBC = complete blood count.

 




رفعت المحاضرة من قبل: Mostafa Altae
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 105 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل