background image

Sunday 22 / 3 / 2015

 

©Ali Kareem 2014-2015

 

Name

:

______________________________                                                                

Class

:

_______________________________ 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مكتب اشور لالستنساخ

 

ANTI-TB DRUGS

     

Lecture 4 

 

Total lectures NO. 48 

 

Dr. Huda Al-Qadhi

 


background image

2 | 

P a g e

 

 

 

  Mycobacteria are slender, rod shaped bacteria with lipid rich cell wall. 
   Mycobacterial infections are intracellular. Mycobacterium tuberculosis can 

lead to serious infections.  

  It  is  currently  estimated  that  about  1/3  of  the  world  is  infected  with 

M.tuberculosis.  

  Treating  tuberculosis  (TB)  presents  therapeutic  problems.  The  organism 

grows  slowly  &  resistant  organisms  readily  emerge.  Therefore,  multi  drug 
therapy  is  employed  when  treating  TB  in  an  effort  to  delay  or  prevent  the 
emergence of resistant strains. 

  Isoniazid,  rifampin,  ethambutol,  streptomycin  &  pyrazinamide  are  the 

principle  or  so  called  1

st

  line  drugs  because  of  their  efficacy  &  acceptable 

degree  of  toxicity.  Although  treatment  regimens  vary  in  duration  &  in  the 
agent employed, they always include a minimum of 2 drugs, preferably with 
both being bactericidal.  

 

 

 

 

 

 

 

 

Isoniazid 

 

 

 

 

One of several 

recommended 

multidrug 

schedules for 

the treatment 

of tuberculosis. 


background image

3 | 

P a g e

 

 

Isoniazid 

Isoniazid, often referred to as INH, the hydrazide of isonicotinic acid, is a synthetic 
analog of pyridoxine. It’s the most potent of the antitubercular drugs. 

Mechanism of action: 

INH is a prodrug that is activated by a mycobacterial  catalase  peroxidase (KatG). 
There  are  at    least  2  different  target  enzymes  for  INH  within  the  unique  type  II 
fatty  acid  synthase  system  involved  in  the  production  of  mycolic  acids.  The 
activated drug covalently binds to & inhibits these enzymes, which are essential for 
the synthesis of mycolic acid. Mycolic acid is a β-hyroxylated fatty acid found in 
the mycobacterial cell walls. 

Antimicrobial spectrum: 

For  bacilli  in  the  stationary  phase,  INH  is  bacteriostatic,  but  for  rapidly  dividing 
organisms, it  is bactericidal. It  is  effective  against  intracellular bacteria. Isoniazid 
is  specific  for  treatment  of  M.tuberculosis  (mycobacterium  kansasi  may  be 
susceptible at higher drug levels). 

Resistance: This is associated with several  chromosomal  mutations. When it is 
used alone,resistant organisms  rapidly emerge. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bimodal distribution of isoniazid half-lives caused by 
rapid and slow acetylation of the drug. 

Pharmacokinetics:  

Orally administrated INH is readily absorbed. 
Absorption is impaired if INH is taken with food. 
The drug diffuses into all body fluids, cells & 
caseous material. INH undergoes N-acetyaltion & 
hydrolysis ,resulting in inactive products. 
Acetylation is genetically regulated ,with the fast 
acetylator trait being autosomally dominant. A 
bimodal distribution of fast & slow acetylators 
exists. Slow acetylators excrete more of the parent 
compound. 

 

 


background image

4 | 

P a g e

 

 

Adverse effects: 

1.  Peripheral neuritis: peripheral neuritis (manifesting as parasthesia), which is 

the most common adverse effect, appears to be due to a relative pyridoxine 
(vitamin B6) deficiency. 

2.  Hepatitis & idiosyncratic hepatotoxicity: potential fatal hepatitis is the most 

severe side effect of INH. It is caused by a toxic metabolite during the 
metabolism of INH. 

3.  Drug interactions: because INH inhibits metabolism of phenytoin, INH can 

potentiate the adverse effect of that drug (e.g. nystagmus, ataxia) 

4.  Other adverse effects: mental abnormalities, convulsions, optic neuritis & 

hyper sensitivity reactions have been observed. 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rifampin 

Rifampin has a broader antimicrobial activity than INH & has found application in 
the treatment of a number of different bacterial infections. 

Mechanism of action: Rifampin blocks transcription by interacting with β-subunit 
of bacterial but not human DNA dependant RNA polymerase. Rifampin inhibits 
RNA synthesis by suppressing the initiation step. 

Antimicrobial spectrum: Rifampin is bactericidal for both intracellular & 
extracellular mycobacteria including M.tuberculosis & atypical mycobacteria(e.g 
M.kansasii). It is effective against many gram –ve & gram +ve organisms and is 
frequently used prophylactically for individuals exposed to meningitis caused by 

 

Isoniazid potentiates the 
adverse effects of 
phenytoin. 


background image

5 | 

P a g e

 

 

meningococci or H.influenza. Rifampin is the most active antileprosy drug present. 
It is usually given in combination with other drugs. .Rifabutin, an analog of 
rifampin,has some activity against Mycobacterium avium-intracellulare complex, 
but it is less active against TB. 

Resistance: resistance to rifampin can be caused by mutation in the affinity of the 
bacterial DNA-dependant RNA polymerase for the drug or by decreased 
permeability. 

Pharmacokinetics: absorption is adequate after oral administration & distribution 
occurs to all body fluids. Adequate levels are attained in the CSF even in the 
absence of inflammation. The drug is taken up by the liver and undergoes 
enterohepatic cycling. Rifampin itself can induce the hepatic mixed function 
oxidases, leading to a shortened t1/2. Elimination of metabolites & the parent drug 
is via the bile into the feces or via the urine (urine,feces and other secretions have 
orange-red color). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Adverse effects: GIT upset, rashes, fever ,hepatitis, and a flu-like syndrome 

 

 

Drug interaction: 

 because  rifampin  can  induce  a 
number  of  cytochrome  p450 
enzymes, it can decrease the t1/2 
of  the  other  drugs  that  are 
coadministered  &  metabolized 
by  this  system.  Rifabutin,  an 
analog  of  rifampin,  doesn’t 
increase the metabolism of other 
drugs. 

 

Rifampin 
induces 
cytochrome 
P450 which 
can decrease 
the half-lives 
of 
coadminister
ed drugs 
that are 
metabolized 
by this 
system 


background image

6 | 

P a g e

 

 

Pyrazinamide 

  Pyrazinamide is a synthetic, orally effective, bactericidal, antitubercular 

agent used in combination with isoniazid & rifampin. Pyrazinamide must be 
enzymatically hydrolyzed  to pyrazinoic acid, which is the active form of the 
drug. Some resistant strains lack the pyrazinamidase. Pyrazinamide is active 
against tubercle bacilli in the acidic environment of lysosomes as well as in 
macrophages. 

  Pyrazinamide distributes throughout the body, penetrating the CSF. About 1-

5% of patients taking isoniazid, rifampin & pyrazinamide may experience 
liver dysfunction. Urate retention can also occur & may precipitate a gouty 
attack. 

Ethambutol 

  Ethambutol is bacteriostatic  and specific for most strains of M.tuberculosis 

and M.kansasii. It inhibits arabinosyl  transferase-an enzyme that is 
important for the synthesis of mycobacterial  arabinogalactan cell wall. 
Ethambutol can be used in combination with pyrazinamide, isoniazid & 
rifampin to treat TB. 

  Absorbed on oral administration, ethambutol is well distributed. Penetration 

into the CSF is therapeutically adequate in tuberculous meningitis. Both 
parent drug & metabolites are excreted by glomerular filtration & tubular 
secretion. 

  The most important adverse effect is optic neuritis, which results in 

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

Therapeutic margin of 1

st

 line drugs 

As with any drug, antitubercular drugs have a therapeutic margin-that is the 
difference between the minimum drug concentration required to inhibit the growth 
of M.tuberculosis & the maximum concentration that can be given without 
provoking drug toxicity. The therapeutic margin is large for isoniazid & rifampin 
but narrow for pyrazinamide, ethambutol & streptomycin. 


background image

7 | 

P a g e

 

 

Alternate 2

nd

 line drugs 

A number of drugs are considered to be second-line drugs, either because they’re 
no more effective than the 1

st

 line agents & their toxicities are often more serious 

or they’re particularly active against atypical strains of mycobacteria.  

a) 

Aminosalicyclic  acid:  It  is  bacteriostatic  agent  that  acts  as  a  competitive 
inhibitor for P-amonobenzoic acid (PABA) in folate biosynthesis.  

b) 

Capreomycin: It is a peptide that inhibits protein synthesis. Capreomycin is 
primarily reserved for the treatment of multi drug resistant tuberculosis.It is 
administered pareterally. 

c) 

Cycloserine: It is tuberculostatic agent that antagonizes bacterial cell wall 
synthesis. It distributes well throughout body fluids, including the CSF. 
Adverse effects involve CNS disturbances,exacerbation of epileptic seizures 
& peripheral neuropathies. 

d) 

Ethionamide: It is a structural analog of isoniazid. It’s widely distributed 
throughout the body fluids, including the CSF. Adverse effects include 
gastric irritation, hepatotoxicity, peripheral neuropathies & optic neuritis. 

e) 

Fluoroquinolones: They have an important role in the treatment of multi-
drug resistant tuberculosis. An example is moxifloxacin & levofloxacin. 

f) 

Macrolide: Macrolides such as azithromycin & clarithromycin are part of 
the regimen that includes ethambutol & rifabutin used for the treatment of 
infections by M.avium-intracellular complex. Azithromycin is preferred for 
HIV-infected patients, because it’s least likely to interfere with the 
metabolism of antiviral drugs. 

g) 

Streptomycin : Its action is directed against extracellular organisms 
.Infections due to streptomycin-resistant organisms may be treated with 
kanamycin or amikacinto which these bacilli remain sensitive. 

 

Done by 

Ali Kareem 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 15 عضواً و 147 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