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Determinação do perfil farmacocinético de ciprofloxacina administrada por via intramuscular em bezerras Holandesas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Mongelli Sanches, Melissa lattes
Outros Autores: https://orcid.org/0000-0003-4239-336X
Orientador(a): Brandão, Humberto de Mello
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
Faculdade de Zootecnia e Medicina Veterinária (FZMV)
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciências Veterinárias
Departamento: Departamento de Ciências Veterinárias
País: brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/60389
Resumo: Ciprofloxacin is a fluoroquinolone approved by the Brazilian Ministry of Agriculture, Livestock, and Food Supply (MAPA) for the treatment of respiratory, urinary, enteric, cutaneous infections, and mastitis in cattle. Although enrofloxacin is the most commonly used drug in ruminants, ciprofloxacin—its active metabolite—shows high antimicrobial activity against relevant pathogens such as Escherichia coli, Salmonella spp., Mannheimia haemolytica, Pasteurella multocida, and Mycoplasma spp. This study aimed to characterize the pharmacokinetic profile of ciprofloxacin following intramuscular administration in Holstein heifers and to evaluate the efficacy of different dosing regimens by integrating pharmacokinetic and pharmacodynamic (PK/PD) parameters. Twelve healthy animals were used, each receiving a single intramuscular dose of 2.5 mg/kg of ciprofloxacin. Plasma concentrations were quantified by ultra-performance liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS). Population pharmacokinetic modeling was performed using a one-compartment model with first-order absorption and linear elimination, estimating the following parameters: Ka (17.49 h−1), volume of distribution (257.8 L/kg), and clearance (51.38 L/kg/h), with high interindividual variability observed. Monte Carlo simulations were conducted for doses of 2.5, 5, 7.5, and 10 mg/kg, considering a range of minimum inhibitory concentrations (MIC) between 0.03 and 2 μg/mL, and incorporating the interindividual variability of the estimated pharmacokinetic parameters to assess the probability of target attainment (PTA) based on PK/PD indices established for fluoroquinolones (Cmax/MIC ≥ 10 and fAUC/MIC ≥ 125). The results indicate that the 2.5 mg/kg dose provides high PTA for microorganisms with MIC below 0.125 μg/mL, while higher doses are required to ensure efficacy against pathogens with higher MICs. This study provides fundamental data for optimizing ciprofloxacin therapeutic regimens in heifers, contributing to the rational use of antimicrobials and mitigation of bacterial resistance in veterinary practice.
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spelling Ferrante, MarcosTomas, Hugo ShiseiLima, Ana Milena CézarBrandão, Humberto de Mellohttp://lattes.cnpq.br/2989270109960358Mongelli Sanches, Melissahttps://orcid.org/0000-0003-4239-336X2025-10-09T12:03:07Z2025-07-10MONGELLI SANCHES, Melissa. Determinação do perfil farmacocinético de ciprofloxacina administrada por via intramuscular em bezerras Holandesas. 2025. 52 p. Dissertação (Mestrado Acadêmico em Ciências Veterinárias) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.https://repositorio.ufla.br/handle/1/60389Ciprofloxacin is a fluoroquinolone approved by the Brazilian Ministry of Agriculture, Livestock, and Food Supply (MAPA) for the treatment of respiratory, urinary, enteric, cutaneous infections, and mastitis in cattle. Although enrofloxacin is the most commonly used drug in ruminants, ciprofloxacin—its active metabolite—shows high antimicrobial activity against relevant pathogens such as Escherichia coli, Salmonella spp., Mannheimia haemolytica, Pasteurella multocida, and Mycoplasma spp. This study aimed to characterize the pharmacokinetic profile of ciprofloxacin following intramuscular administration in Holstein heifers and to evaluate the efficacy of different dosing regimens by integrating pharmacokinetic and pharmacodynamic (PK/PD) parameters. Twelve healthy animals were used, each receiving a single intramuscular dose of 2.5 mg/kg of ciprofloxacin. Plasma concentrations were quantified by ultra-performance liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS). Population pharmacokinetic modeling was performed using a one-compartment model with first-order absorption and linear elimination, estimating the following parameters: Ka (17.49 h−1), volume of distribution (257.8 L/kg), and clearance (51.38 L/kg/h), with high interindividual variability observed. Monte Carlo simulations were conducted for doses of 2.5, 5, 7.5, and 10 mg/kg, considering a range of minimum inhibitory concentrations (MIC) between 0.03 and 2 μg/mL, and incorporating the interindividual variability of the estimated pharmacokinetic parameters to assess the probability of target attainment (PTA) based on PK/PD indices established for fluoroquinolones (Cmax/MIC ≥ 10 and fAUC/MIC ≥ 125). The results indicate that the 2.5 mg/kg dose provides high PTA for microorganisms with MIC below 0.125 μg/mL, while higher doses are required to ensure efficacy against pathogens with higher MICs. This study provides fundamental data for optimizing ciprofloxacin therapeutic regimens in heifers, contributing to the rational use of antimicrobials and mitigation of bacterial resistance in veterinary practice.A ciprofloxacina (CIP) é uma fluoroquinolona aprovada pelo Ministério da Agricultura e Pecuária (MAPA) para o tratamento de infecções respiratórias, urinárias, entéricas, cutâneas e mastite em bovinos. Embora a enrofloxacina seja o fármaco mais utilizado em ruminantes, a ciprofloxacina — seu metabólito ativo — apresenta atividade antimicrobiana contra patógenos relevantes, como Escherichia coli, Salmonella spp., Mannheimia haemolytica, Pasteurella multocida e Mycoplasma spp. Este estudo teve como objetivo caracterizar o perfil farmacocinético da ciprofloxacina após administração intramuscular em bezerras holandesas e avaliar a eficácia de diferentes regimes posológicos por meio da integração dos parâmetros farmacocinéticos e farmacodinâmicos (PK/PD). Foram utilizados 12 animais sadios que receberam uma dose única de 2,5 mg/kg de ciprofloxacina via intramuscular. As concentrações plasmáticas foram quantificadas por cromatografia líquida de ultraeficiência acoplada à espectrometria de massas (UPLC-MS/MS). As concentrações plasmáticas de ciprofloxacino em função do tempo de cada animal foram inicialmente analisadas com o software PKanalix 2024R1, utilizando uma abordagem não compartimental (NCA). Além disso, foi construído um modelo farmacocinético populacional (popPK) no software Monolix 2024R1 (Lixoft SAS, a Simulations Plus Company). O modelo popPK que melhor descreveu o comportamento de CIP em bezerro foi de um compartimento, com absorção de primeira ordem e eliminação linear. Os parâmetros PK estimados foram: constante de absorção (Ka =16.91 h−1), volume de distribuição aparente (Vd/F = 5.56 L/kg) e clearance aparente (Cl/F = 1.11 L/kg/h). A partir do modelo, foram realizadas simulações de Monte Carlo (N = 10000) para doses de 2.5, 5, 7.5, 10 e 20 mg/kg, dose única, via IM. A eficácia das doses foram avaliadas segundo uma distribuição de concentrações inibitórias mínimas (MIC) de 0.03 a 2 μg/mL e o índice farmacocinético/farmacodinâmico (PK/PD) área sob a curva dividido pela MIC (AUC24 /MIC). Foram considerados eficazes as doses em que pelo menos 90% (PTA ≥ 90%) da população atingiu o alvo PD (PDT) AUC24 /MIC ≥ 125. Os resultados indicam que a dose de 2,5 mg/kg apresenta alta PTA para microrganismos com MIC inferiores a 0,125 μg/mL, enquanto doses maiores são necessárias para garantir eficácia contra patógenos com MICs mais elevadas. Este estudo reforçou a importância da avaliação dos protocolos terapêuticos estabelecidos em bula, o que pode ser realizado através da abordagem PK/PD. Contribuindo assim para o uso racional de antimicrobianos e a mitigação da resistência bacteriana na clínica veterinária.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)EconômicosOutrosMeio ambienteSaúdeODS 2: Fome zero e agricultura sustentávelODS 3: Saúde e bem-estarODS 12: Consumo e produção responsáveisUniversidade Federal de LavrasFaculdade de Zootecnia e Medicina Veterinária (FZMV)Programa de Pós-Graduação em Ciências VeterináriasUFLAbrasilDepartamento de Ciências VeterináriasAttribution 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCiências AgráriasAntibioticoterapiaFarmacocinéticaFluoroquinolonasModelagem farmacodinâmicaRuminantesAntibiotic therapyPharmacokineticsFluoroquinolonesPharmacodynamic modelingRuminantsDeterminação do perfil farmacocinético de ciprofloxacina administrada por via intramuscular em bezerras HolandesasDetermination of the pharmacokinetic profile of ciprofloxacin administered intramuscularly in Holstein heifer calvesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFLAinstname:Universidade Federal de Lavras (UFLA)instacron:UFLACC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-81025https://repositorio.ufla.br/bitstreams/4e9deaef-f687-4e1d-be6c-33b9d20c4caf/download5a033ee506f3a0a175bee8fc81f0bd66MD53falseAnonymousREADORIGINALTexto completoTexto completoapplication/pdf1498093https://repositorio.ufla.br/bitstreams/f32c73a0-d354-4942-8a7d-d8e1b470f58c/download6d44745d731013eab6d27a7ead5d13f6MD51trueAnonymousREADImpactos da pesquisaImpactos da pesquisaapplication/pdf152285https://repositorio.ufla.br/bitstreams/53772028-4e38-4fc2-8d92-15ae70997506/downloadc60d8c60152de96eaeb874de922da845MD52falseAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8955https://repositorio.ufla.br/bitstreams/a5ead567-c351-4535-85f4-b8dfdb4a0b0d/downloaddc1a173fe9489e283d3a1f54f6ab2ab9MD54falseAnonymousREAD1/603892025-10-09 09:03:09.969http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/Attribution 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufla.br:1/60389https://repositorio.ufla.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufla.br/server/oai/requestnivaldo@ufla.br || repositorio.biblioteca@ufla.bropendoar:2025-10-09T12:03:09Repositório Institucional da UFLA - Universidade Federal de Lavras (UFLA)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