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ECOLE NATIONALE VETERINAIRE T O U L O U S E Le site d infection Pour aller sur notre site si vous avez r cup r nos diapositives ailleurs P.L. TOUTAIN – PowerPoint PPT presentation

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Title: Diapositive 1


1
ECOLE NATIONALE VETERINAIRE T O U L O U S E
Le site dinfection
Pour aller sur notre site si vous avez récupéré
nos diapositives ailleurs
P.L. TOUTAIN
Update Mai 2013
2
Les 3 questions auxquelles on doit répondre avant
dentreprendre une antibiothérapie
  1. Où se trouve le site daction de lantibiotique
    (biophase)
  2. Où est localisé le pathogène en intra- ou en
    extracellulaire ?
  3. Quelle est la signification thérapeutique des
    concentrations tissulaires?

3
Q1 où est localisé le pathogène
4
Le site dinfection
  • Point de départ toujours tissulaire
  • La bactériémie présence transitoire de
    bactéries dans le sang correspondant au passage
    du pathogène du foyer initial dinfection vers
    la circulation
  • La voie sanguine assure la diffusion de
    linfection
  • La multiplication du pathogène dans le sang est
    minimale ou nulle

5
Le cas des mammites
Pathogènes Lait Canaux Parenchyme Vache Inf.systèmique
Streptococcus agalactiae - -
Streptococcus spp -
Staphylococcus aureus -
Staphylococcus spp - -
Coliformes -
Mycoplasmes, autres GN - -
6
Les sites dinfection possibles
Intracellulaires (obligatoires) Chlamydiae Ricket
tsia Brucella Lawsonia intracellularis (enterite
proliferative du porc) Rhodococcus equi
  • 3 localisations possibles despathogènes

Extracellulaires S. pneumoniae E.
coli Klebsiella Mannhemia pasteurella Actinobacil
lius pleuropneumoniae Mycoplasma
hyopneumoniae Bordetala bronchoseptica
Intracellular (facultatifs) S. aureus
(mammites) S. typhi Listeria Mycobacterium
tuberculosis Streptococcus suis
7
Localisation des pathogènes
  • Liquide interstitiels
  • La plupart des pathogènes
  • S. Pneumoniae, E. Coli, Klebsiella
  • Mannhemia Pasteurella
  • Actinobacillius pleuropneumoniae
  • Mycoplasma hyopneumoniae
  • Bordetalla bronchiseptica
  • Cellule
  • (le plus souvent des phagocytes)
  • Mycoplasma (some)
  • Chlamydiae
  • Brucella
  • Cryptosporidiosis
  • Listeria monocytogene
  • Salmonella
  • Mycobacteria
  • Rhodococcus equi
  • Lawsonia

8
Le site dinfection extracellulaire
  • La pupart des pathogènes sont extracellulaires
  • Ils se multiplient en dehors de la cellule c.à.d
    dans lespace interstitiel
  • Ces pathogènes peuvent être phagocytés par des
    macrophages ou des neutrophiles professionnels

9
Les bactéries extracellulaires
  • Peuvent se multiplier en dehors des cellules.
  • Elles causent la maladie par 2 mécanismes
    principaux.
  • Induction dune 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

10
Q2 où est la biophase
11
La concentration plasmatique libre de
lantibiotique est celle qui contrôle la
concentration de la biophase
  • Barrières
  • physiologiques cerveau, prostate, rétine
  • Pathologiques (caillot, abcès, )

AB Liée AB Libre
Bactérie
Cellule Cytosol
AB liée AB libre
Diffusion/perméabilité
L
LEC biophase
L
organites
  • AUClibre plasma AUC libre LEC (biophase)

12
Conséquence de la localisation extracellulaire
des pathogènes La concentration plasmatique
libre de lantibiotique est celle qui contrôle la
concentration de la biophase
13
  • Dans les infections aiguës des tissus non
    spécialisés, et en absence dabcès, les
    concentrations plasmatiques libres en
    antibiotique sont similaires aux concentrations
    dans la biophase et elles servent de marqueur
    dexposition

14
Les indices PK/PD défficacité (AUC/CMI,TgtCMI
et Cmax/CMI) sont tous basés sur des
concentrations plasmatiques libres et non
tissulaires
15
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

16
Les sites subcellulaires dinfection pour les
pathogènes intracellulaires facultatifs
obligatoires
17
Le site dinfection pour les pathogènes
intracellulaires facultatifs
  • Développement initial dans lespace interstitiel
  • Phagocytoses par les neutrophiles et les
    macrophages
  • Survie du germe aux mécanismes de destruction des
    phagocytes
  • Peuvent survivre dans les phagocytes (et même
    sy multiplier)
  • Condition de pH acide

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Les pathogènes intracellulaires obligatoires
  • Sont incapables de se répliquer en dehors dune
    cellule hôte
  • La cellule assure le support nutritif pour la
    croissance du germe

19
Localisation intracellulaire des pathogènes
Fusion
Lysosome
B
3
pH7.4
Phagosome
Phagolysosome
B
4
B
1
B
S.aureaus Brucella Salmonella Coxiella
burneti pH5.0
B
B
B
2
Chlamydiae
B
No fusion with lysosome
Listeria
Cytosol
20
Aspects cinétiques pour une antibiothérapie
intracellulaire
  1. Quels sont les antibiotiques qui passent dans les
    cellules ?
  2. Où se localise lantibiotique dans la cellule
  3. Quelle est lactivité de lantibiotique dans un
    milieu intracellulaire ?
  4. Quelle est la coopération entre lantibiotique et
    les mécanismes de défense des cellules
    (cytokines)?

21
Localisation intracellulaire des antibiotiques
Phagolysosome volume 1 to 5 of cell volume pH5.0
Cytosol pH7.4
Fluoroquinolones(x2-8) beta-lactams
(x0.2-0.6) Rifampicin (x2) Aminoglycosides (slow)
Macrolides (x10-50) Aminoglycosides (x2-4)
Ion trapping for weak base with high pKa value
22
Localisation intracellulaire des antibiotiques
  • Les aminoglycosides, lincosamides et macrolides
    sont des bases faibles
  • Leur localisation intracellulaire est
    principalement les phagolysosomes dont le pH est
    acide (? 50 des quantités dantibiotique alors
    que les phagolysosomes ne représentent que 2-5
    du volume cellulaire)

Barza Clin. Inf. Dis., 1994
23
Activité des AB dans le milieu intracellulaire
Phagolysosome
Cytosol pH7.2
Fluoroquinolones beta-lactams Rifampicin
Aminoglycosides Good
Macrolides Aminoglycosides
Low or nul
24
Activité des antibiotiques dans les phagolysosomes
  • Les bases faibles (macrolides, aminoglycosides)
    ont une activité très diminuées en milieu acide
    car elles deviennent ionisées et ne peuvent plus
    pénétrer dans le pathogène

25
Activité des antibiotiques dans les phagolysosomes
  • La Rifampine, la vancomycine, les quinolones, la
    clindamycine sont actives contre les pathogènes
    phagocytés par les granulocytes

26
Quelle est la sensibilité des pathogènes
intracellulaires vis à vis des antibiotiques
  • Dans le cytosol
  • excellente

Dans lendosomes ?
Cytosol
Dans le phagosomes Probablement excellente
  • Dans le phagolysosome
  • Très variable

27
La question des concentrations tissulaires
(totales) en antibiotique
28
La communication des firmes pharmaceutiques sur
les concentrations totales en antibiotique dans
un tissu
Nombreuses publications en MV pour promouvoir
lidée 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
29
Ne pas confondre science, publicité
rédactionnelle et marketing
Vrai mais les pathogènes ne sont pas là
30
Ne pas confondre science, publicité
rédactionnelle et marketing pour la tildipirosine
31
Considérations marketing
  • Il est plus facile de promouvoir la vente dun
    macrolide en vantant ses grandes concentrations
    tissulaires quen expliquant pourquoi de faibles
    concentrations plasmatiques sont efficaces

32
Que disent les scientifiques?
33
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
34
Pourquoi une concentration tissulaire totale na
pas de signification thérapeutique
  • Elle est obtenue sur un homogénat tissulaire
  • lAB nest pas réparti de façon homogène dans un
    tissu (LEC vs. intracellulaire) et à lintérieur
    de la cellule, la répartition peut être très
    hétérogène (cytosol vs phagolysosome)
  • Il en résulte quune concentration tissulaire
    totale peut tout aussi bien sous-estimer
    (bêtalactamines, aminoglycosides) que surestimer
    (quinolones, macrolides) les concentrations de la
    biophase (généralement extracellulaire

35
Méthodes actuelles pour létude des
concentrations tissulaires des antibiotiques
36
Microdialyse ultrafiltration
37
Quest-ce que la microdialyse ?
  • La microdialyse est une technique mis en œuvre
    pour évaluer la concentration libre dune
    substance (antibiotique) dans un liquide
    biologique qui baigne le pathogène (biophase)

38
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 ISF of the tissue of interest.
  • There is an exchange of substances via
    extracellular fluid

39
Quavons-nous appris des études de microdialyse?
40
Similarité des concentrations libres de la
substances (Moxifloxacine) et des concentrations
dans les liquides interstitels du muscle et du
tissu adipeux
1000
Concentration (ng/mL)
100
2
6
10
12
30
40
20
Time (h)
Muller AAC, 1999
41
Quavons-nous appris des études de microdialyse
en cas dinflammation?
42
Tissue concentrations of levofloxacin in inflamed
and healthy subcutaneous adipose tissue
Hypothesis Accumulation of fibrin and other
proteins, oedema, changed pH and altered
capillary permeability may result in local
penetration barriers for drugs
Methods Free Concentrations measured by
microdialysis after administration of a single
intravenous dose of 500 mg.
Inflammation
No inflammation
ResultsThe penetration of levofloxacin into
tissue appears to be unaffected by local
inflammation. Same results obtained with others
quinolones
Bellmann al Br J Clin Pharmacol 2004 57
43
Quavons-nous appris des études de microdialyse
en cas dinflammation?
  • Une inflammmation aiguë a peu dinfluence 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

44
La question des concentrations pulmonaires en
antibiotique
45
Animal and human studies MD The issue of lung
penetration
  • Lung MD require maintenance under anesthesia,
    thoracotomy (patient undergoing lung surgery)..
  • Does the unbound concentrations in muscle that
    are relatively accessible constitute reasonable
    predictors of the unbound concentrations in lung
    tissue (and other tissues)?

46
Free muscle concentrations of cepodoxime were
similar to free lung concentration and therefore
provided a surrogate measure of cefpodoxime
concentraion at the pulmonary target site
Cefpodoxime at steady state plasma vs. ISF
(muscle Lung)
Plasma
Free plasma
Lung
Muscle
Liu et al., JAC, 2002 50 Suppl 19-22.
47
(No Transcript)
48
The blood-alveolar barrier
  • Fenestrated pulmonary capillary bed
  • expected to permit passive diffusion of
    antibiotics with a molecular weight 1,000

Epithelial lining fluid ELF
The alveolar epithelial cells would not be
expected to permit passive diffusion of
antibiotics between cells, the cells being
linked by tight junctions
49
  • 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

50
  • 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.

51
Some statements on total tissular concentrations
  • For veterinary medicine (Apley, 1999)
  • people who truly understand tissue concentration
    work in corporate marketing departments
  • For human medicine (Kneer, 1993)
  • tissular concentrations are inherently inaccurate
  • tissular concentrations studies little contribute
    to the understanding of in vivo efficacy and
    optimal dosing
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