Pharmacokinetics of gentamicin in the treatment of renal infection: A therapeutic anomaly explained

Pharmacokinetics of gentamicin in the treatment of renal infection: A therapeutic anomaly explained. A model of pyelonephritis was used to investigate the ability of gentamicin to eradicate experimental renal infection.Escherichia coli pyelonephritis was induced in 56 rats, and treatment with gentamicin was started 7 days after challenge and was maintained for 11 days. Renal tissue examined at autopsy 14 days after the final dose of gentamicin was found to be sterile on initial culture. Dilution of the homogenized preparations of renal tissue before culture, however, revealed that substantial numbers ofE. coli had survived, in fact, and up to 2.5 × 105E. coli could be demonstrated in the kidney in this way. An explanation for this observation was found when it was shown that bactericidal concentrations of gentamicin could be demonstrated in the renal cortex up to 14 days after the final administration. Renal cortical tissue was sterile in 88% of the tissue examined, but bacterial persistence was found in the medulla (29% sterile) where the concentration of gentamicin was comparatively low. Thus, a reciprocal relationship between the site of bacterial persistence and the concentration of antimicrobial agent in the kidney indicates how infection of the renal parenchyma can be maintained despite the presence of an apparent overall bactericidal concentration of gentamicin. These experiments demonstrate the importance of relating the pharmacokinetics of the antimicrobial agent and the bacteriologic features of the disease to local and anatomic characteristics of the kidney in the treatment of pyelonephritis.Pharmacocinétique de la gentamycine dans le traitement de l'infection rénale. Un modèle de pyélonéphrite a été utilisé au cours d'expériences où la capacité de la gentamycine à éradiquer l'infection rénale a été étudiée. Des pyélonéphrites àEscherichia coli ont été induites chez 56 rats et le traitement par la gentamycine a été entrepris au 7ème jour et poursuivi pendant 11 jours. Le tissu rénal a été examiné à l'autopsie, 14 jours après la dernière administration de gentamycine, et il était stérile à la première culture. La dilution des préparations de tissu rénal homogénéisées avant la culture a révélé queE. coli, en nombre important, survit en fait et que jusqu'à 2,5 × 105E. coli pouvaient être mis en évidence de cette façon. Une explication à cette constatation a été obtenue quand il a été montré que des concentrations bactéricides de gentamycine sont encore présentes dans le tissu rénal 14 jours après la cessation de l'administration. Le tissu rénal cortical était stérile dans 88% des tissus examinés mais la persistance bactérienne a été observée dans la médullaire (stérile dans 29% des échantillons) où la concentration de gentamycine est comparativement faible. Ainsi une relation réciproque entre le site de la persistance bactérienne et la concentration de l'agent antimicrobien dans le rein indique comment l'infection du parenchyme rénal peut se maintenir malgré la présence d'une concentration globale bactéricide de gentamycine. Ces expériences démontrent l'importance qu'il y a à relier la pharmacocinétique de l'agent antimicrobien et les caractéristiques bactériologiques de la maladie aux caractéristiques locales et anatomiques du rein dans le traitement de la pyélonéphrite