ECOLE NATIONALE VETERINAIRE TOULOUSE Le site dinfection Pour

ECOLE NATIONALE VETERINAIRE TOULOUSE Le site d’infection Pour aller sur notre site si vous avez récupéré nos diapositives ailleurs Update Mai 2013 PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse P. L. TOUTAIN 1

Les 3 questions auxquelles on doit répondre avant d’entreprendre une antibiothérapie 1. 2. 3. Où se trouve le site d’action de l’antibiotique (biophase) Où est localisé le pathogène: en intra- ou en extracellulaire ? Quelle est la signification thérapeutique des concentrations tissulaires? PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 2

Q 1: où est localisé le pathogène PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse Ispaïa 2010 -3

Le site d’infection • Point de départ: toujours tissulaire • La bactériémie: présence transitoire de bactéries dans le sang correspondant au passage du pathogène du foyer initial d’infection vers la circulation • La voie sanguine assure la diffusion de l’infection • La multiplication du pathogène dans le sang est minimale ou nulle PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 4

Le cas des mammites Pathogènes Lait Canaux Parenchyme Vache Inf. systèmique Streptococcus agalactiae +++ - - Streptococcus spp +++ + - + +++ - - Coliformes + - +++ Mycoplasmes, autres GN - - +++ Staphylococcus aureus Staphylococcus spp PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 5

Les sites d’infection possibles Intracellulaires (obligatoires) • 3 localisations possibles despathogènes Chlamydiae Rickettsia Brucella Lawsonia intracellularis (enterite proliferative du porc) Rhodococcus equi Extracellulaires S. pneumoniae E. coli Klebsiella Mannhemia; pasteurella Actinobacillius pleuropneumoniae Mycoplasma hyopneumoniae Bordetala bronchoseptica Intracellular (facultatifs) S. aureus (mammites) S. typhi Listeria Mycobacterium tuberculosis Streptococcus suis 6

Localisation des pathogènes Liquide interstitiels Cellule La plupart des pathogènes • S. Pneumoniae, E. Coli, Klebsiella (le plus souvent des phagocytes) • • • Mannhemia ; Pasteurella • • • Actinobacillius pleuropneumoniae • • • Mycoplasma hyopneumoniae • • • Bordetalla bronchiseptica • Mycoplasma (some) Chlamydiae Brucella Cryptosporidiosis Listeria monocytogene Salmonella Mycobacteria Rhodococcus equi Lawsonia 7

Les bactéries extracellulaires • Peuvent se multiplier en dehors des cellules. • Elles causent la maladie par 2 mécanismes principaux. – Induction d’une inflammation. – Elles produisent des toxines (possibilité de choc septique). – Endotoxines. – Exotoxines. • Les mécanismes de défense visent à éliminer la bactérie et à neutraliser les effets des toxines 9

Q 2: où est la biophase

La concentration plasmatique libre de l’antibiotique est celle qui contrôle la concentration de la biophase AB Liée AB liée Diffusion/perméabilité AB Libre Bactérie Barrières - physiologiques: cerveau, prostate, rétine - Pathologiques (caillot, abcès, …) AB libre LEC = biophase AUClibre plasma = AUC libre LEC (biophase) PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse Cellule Cytosol L L organites 11

Dans les infections aiguës des tissus non spécialisés, et en absence d’abcès, les concentrations plasmatiques libres en antibiotique sont similaires aux concentrations dans la biophase et elles servent de marqueur d’exposition PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 13

Les indices PK/PD d’éfficacité (AUC/CMI, T>CMI et Cmax/CMI) sont tous basés sur des concentrations plasmatiques libres et non tissulaires 14

Conséquence de la localisation extracellulaire de la plupart des pathogènes: la non signification thérapeutiques des concentrations tissulaires totales • Comparison of tissue concentrations with MIC should be strongly discouraged (O. Cars 1997) • The best surrogate marker is the plasma free antibiotic concentration 15

2. Les sites subcellulaires d’infection pour les pathogènes intracellulaires facultatifs & obligatoires PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 16

Localisation intracellulaire des pathogènes Fusion 3 Phagosome 1 B Lysosome B p. H=7. 4 4 B B Chlamydiae 2 B No fusion with lysosome Phagolysosome B S. aureaus B Brucella B Salmonella Coxiella burneti p. H=5. 0 Listeria Cytosol PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 19

Aspects cinétiques pour une antibiothérapie intracellulaire 1. 2. 3. 4. Quels sont les antibiotiques qui passent dans les cellules ? Où se localise l’antibiotique dans la cellule Quelle est l’activité de l’antibiotique dans un milieu intracellulaire ? Quelle est la coopération entre l’antibiotique et les mécanismes de défense des cellules (cytokines)? 20

Localisation intracellulaire des antibiotiques Phagolysosome Cytosol p. H=7. 4 volume 1 to 5% of cell volume Fluoroquinolones(x 2 -8) beta-lactams (x 0. 2 -0. 6) Rifampicin (x 2) Aminoglycosides (slow) p. H=5. 0 Macrolides (x 10 -50) Aminoglycosides (x 2 -4) Ion trapping for weak base with high p. Ka value PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 21

Activité des AB dans le milieu intracellulaire Phagolysosome Cytosol p. H=7. 2 Fluoroquinolones beta-lactams Rifampicin Aminoglycosides Good PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse Macrolides Aminoglycosides Low or nul 23

La question des concentrations tissulaires (totales) en antibiotique PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse Ispaïa 2010 -27

La communication des firmes pharmaceutiques sur les concentrations totales en antibiotique dans un tissu Nombreuses publications en MV pour promouvoir l’idée que les antibiotiques ayant des concentrations tissulaires totales élevées (quinolones et surtout, macrolides) sont plus efficaces que ne le suggèrent les faibles concentrations plasmatiques Tulathromycine PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse

Ne pas confondre science, publicité rédactionnelle et marketing Vrai mais les pathogènes ne sont pas là PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse Ispaïa 2010 -29

Ne pas confondre science, publicité rédactionnelle et marketing pour la tildipirosine PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse Ispaïa 2010 -30

Considérations marketing • Il est plus facile de promouvoir la vente d’un macrolide en vantant ses grandes concentrations tissulaires qu’en expliquant pourquoi de faibles concentrations plasmatiques sont efficaces 31

Que disent les scientifiques? PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 32

Statements such as ‘concentrations in tissue x h after dosing are much higher than the MICs for common pathogens that cause disease’ are meaningless Mouton & al JAC 2007 33

Pourquoi une concentration tissulaire totale n’a pas de signification thérapeutique • Elle est obtenue sur un homogénat tissulaire • l’AB n’est pas réparti de façon homogène dans un tissu (LEC vs. intracellulaire) et à l’intérieur de la cellule, la répartition peut être très hétérogène (cytosol vs phagolysosome) • Il en résulte qu’une concentration tissulaire totale peut tout aussi bien sous-estimer (bêtalactamines, aminoglycosides) que surestimer (quinolones, macrolides) les concentrations de la biophase (généralement extracellulaire 34

Méthodes actuelles pour l’étude des concentrations tissulaires des antibiotiques 35

Microdialyse & ultrafiltration 36

Microdialyse: Principe • La sonde de microdialyse se comporte sur le plan des échanges avec le milieu extracellulaire comme un capillaire sanguin • Diffusion of drugs is across a semipermeable membrane at the tip of an MD probe implanted into the. Vétérinaire ISF ofde the tissue of interest. PL Toutain; Ecole • There is an exchange of substances via extracellular fluid Toulouse 38

Qu’avons-nous appris des études de microdialyse? PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 39

Concentration (ng/m. L) Similarité des concentrations libres de la substances (Moxifloxacine) et des concentrations dans les liquides interstitels du muscle et du tissu adipeux Total (plasma, muscle) free (plasma) interstitial muscle interstitial adipose tissue 1000 100 2 Muller AAC, 1999 6 10 12 20 30 40 PL Toutain; Time (h) Ecole Vétérinaire de Toulouse 40

Qu’avons-nous appris des études de microdialyse en cas d’inflammation? 41

Qu’avons-nous appris des études de microdialyse en cas d’inflammation? • Une inflammmation aiguë a peu d’influence sur la pénétration tissulaire des antibiotiques • “These observations are in clear contrast to reports on the increase in the target site availability of antibiotics by macrophage drug uptake and the preferential release of antibiotics at the target site a concept which is also used as a marketing strategy by the drug industry” Muller & al AAC May 2004 PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 43

Conclusion 1: In acute infections, in non-specialized tissues (no barrier), where there is no abscess formation, free serum levels of antibiotics are good predictors of free levels in tissue fluid and must be used to establish PK/PD indices PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 49

• Conclusion 2 : Currently, no equivalent recommendation has been published with tissular concentration as PK input and that, for any tissue or any type of infection including intracellular infection. PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 50