Effects of echinocandin preparations on adult rat ventricular cardiomyocytes. Preliminary results of an in vitro study
- PMID: 24499961
- PMCID: PMC3921465
- DOI: 10.1007/s00101-014-2289-8
Effects of echinocandin preparations on adult rat ventricular cardiomyocytes. Preliminary results of an in vitro study
Abstract
Background: Candida infections represent a relevant risk for patients in intensive care units resulting in increased mortality. Echinocandins have become the agents of choice for early and specific antifungal treatment in critically ill patients. Due to cardiac effects following echinocandin administration seen in intensive care unit (ICU) patients the in vitro effects of echinocandins and fluconazole on isolated cardiomyocytes of the rat were examined.
Aim: The study was designed to investigate a possible impact of echinocandins and fluconazole in clinically relevant concentrations on the in vitro contractile responsiveness and shape of isolated rat cardiomyocytes.
Material and methods: Ventricular cardiomyocytes were isolated from Lewis rats. Cardiomyocytes were cultured in the presence of all licensed echinocandin preparations and fluconazole at concentrations of 0 (control), 0.1, 1, 3.3, 10, 33 and 100 μg/ml for 90 min. Cells were stimulated by biphasic electrical stimuli and contractile responsiveness was measured as shortening amplitude. Additionally, the ratio of rod-shaped to round cells was determined.
Results: Anidulafungin concentrations of 3.3 and 10 μg/ml caused a significant increase in contractile responsiveness, caspofungin showed a significant decrease at 10 μg/ml and micafungin concentrations of 3.3-33 μg/ml led to a significant increase in cell shortening. Measurement was not possible at 33 μg/ml for anidulafungin and caspofungin and at 100 μg/ml for all echinocandins due to a majority of round-shaped, non-contracting cardiomyocytes. Fluconazole showed no significant effect on cell shortening at all concentrations tested. For the three echinocandins the ratio of round-shaped, non-contracting versus rod-shaped normal contracting cardiomyocytes increased in a dose-dependent manner.
Conclusions: Echinocandins impact the in vitro contractility of isolated cardiomyocytes of rats. This observation could be of great interest in the context of antifungal treatment.
Hintergrund: Candida-Infektionen stellen ein relevantes Risiko für Patienten einer Intensivstation dar und führen zu einer erhöhten Mortalität. Echinocandine sind mittlerweile Mittel der Wahl für die frühzeitige und spezifische antimykotische Behandlung kritisch kranker Patienten. Aufgrund kardialer Wirkungen nach Echinocandingabe bei den Intensivpatienten der Autoren wurden die In-vitro-Wirkungen von Echinocandinen und Fluconazol auf isolierte Kardiomyozyten der Ratte untersucht.
Ziel der Arbeit: Die Studie wurde durchgeführt, um den möglichen Einfluss von Echinocandinen und Fluconazol in klinisch relevanten Konzentrationen auf die In-vitro-Kontraktilität und die Form isolierter Rattenkardiomyozyten zu bestimmen.
Material und Methoden: Ventrikuläre Kardiomyozyten wurden aus Lewis-Ratten isoliert. Die Kardiomyozyten wurden mit sämtlichen zugelassenen Echinocandinpräparaten und Fluconazol in den Konzentrationen von 0 (Kontrolle); 0,1; 3,3; 10; 33 und 100 μg/ml über 90 min kultiviert. Mit biphasischen elektrischen Reizen erfolgte die Stimulation der Zellen, und die Kontraktilität wurde als Verkürzung der Amplitude gemessen. Außerdem wurde das Verhältnis stäbchenförmiger Zellen zu runden Zellen ermittelt.
Ergebnisse: Eine Anidulafunginkonzentration von 3,3 sowie von 10 μg/ml verursachte einen signifikanten Anstieg der Kontraktilität; bei Caspofungin zeigte sich eine signifikante Verminderung bei 10 μg/ml; und Micafunginkonzentrationen von 3,3–33 μg/ml führten zu einem signifikanten Anstieg der Zellverkürzung. Aufgrund einer Mehrzahl von runden, nichtkontraktilen Kardiomyozyten war die Messung bei einer Konzentration von 33 μg/ml Anidulafungin und Caspofungin sowie für alle Echinocandine bei 100 μg/ml nicht möglich. Bei Fluconazol fand sich in allen analysierten Konzentrationen keine signifikante Wirkung auf die Zellverkürzung. Bei den 3 Echinocandinen stieg das Verhältnis runder, nichtkontraktiler Zellen gegenüber den stäbchenförmigen, normalkontraktilen Kardiomyozyten dosisabhängig an.
Schlussfolgerung: Echinocandine beeinflussen die In-vitro-Kontraktilität isolierter Kardiomyozyten von Ratten. Diese Beobachtung könnte im Rahmen einer antimykotischen Behandlung von hohem Interesse sein.
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