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PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 1
Le site d’infection
P.L. TOUTAIN
ECOLENATIONALEVETERINAIRE
T O U L O U S E
Update Mai 2013
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PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 2
Les 3 questions auxquelles on doit répondre avant d’entreprendre une antibiothérapie
1. Où se trouve le site d’action de l’antibiotique (biophase)
2. Où est localisé le pathogène: en intra- ou en extracellulaire ?
3. Quelle est la signification thérapeutique des concentrations tissulaires?
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PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse
Ispaïa 2010 -3
Q1: où est localisé le pathogène
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PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 4
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
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PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 5
Le cas des mammites
Pathogènes LaitCanaux
Parenchyme VacheInf.systèmique
Streptococcus agalactiae
+++ - -
Streptococcus spp +++ + -Staphylococcus aureus + +++ -Staphylococcus spp +++ - -Coliformes + - +++Mycoplasmes, autres GN
- - +++
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6
Les sites d’infection possibles
• 3 localisations possibles despathogènes
Extracellulaires
S. pneumoniaeE. coliKlebsiellaMannhemia; pasteurellaActinobacillius pleuropneumoniaeMycoplasma hyopneumoniaeBordetala bronchoseptica
Intracellular (facultatifs)
S. aureus (mammites)S. typhiListeriaMycobacterium tuberculosisStreptococcus suis
Intracellulaires (obligatoires)
ChlamydiaeRickettsiaBrucellaLawsonia intracellularis(enterite proliferative du porc)Rhodococcus equi
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7
Localisation des pathogènes
Liquide interstitielsLa 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
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9
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
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Q2: où est la biophase
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PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 11
La concentration plasmatique libre de l’antibiotique est celle qui contrôle la concentration de la biophase
AUClibre plasma = AUC libre LEC (biophase)
AB Liée
AB Libre
LEC = biophase
Diffusion/perméabilité
CelluleCytosol
L
L
organites
Barrières-physiologiques: cerveau, prostate, rétine
-Pathologiques (caillot, abcès, …)
Bac
téri
e
AB liée
AB libre
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PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 13
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
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14
Les indices PK/PD d’éfficacité (AUC/CMI,T>CMI et Cmax/CMI) sont tous basés sur des concentrations
plasmatiques libres et non tissulaires
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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
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PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 16
2. Les sites subcellulaires d’infection pour les
pathogènes intracellulaires facultatifs & obligatoires
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PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 19
Localisation intracellulaire des pathogènes
Phagosome
Lysosome
Chlamydiae
Listeria
No fusion with lysosome
Phagolysosome
S.aureausBrucella
SalmonellaCoxiella burneti
pH=5.0
3
4
2
1
Fusion
pH=7.4
BB
B
B
B
B
B B
Cytosol
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20
Aspects cinétiques pour une antibiothérapie intracellulaire
1. Quels sont les antibiotiques qui passent dans les cellules ?
2. Où se localise l’antibiotique dans la cellule
3. Quelle est l’activité de l’antibiotique dans un milieu intracellulaire ?
4. Quelle est la coopération entre l’antibiotique et les mécanismes de défense des cellules (cytokines)?
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PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 21
Localisation intracellulaire des antibiotiques
Phagolysosomevolume 1 to 5% of cell volume
pH=5.0
Macrolides (x10-50)Aminoglycosides (x2-4)
CytosolpH=7.4
Fluoroquinolones(x2-8)beta-lactams (x0.2-0.6)
Rifampicin (x2)Aminoglycosides (slow) Ion trapping for weak base
with high pKa value
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PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 23
Activité des AB dans le milieu intracellulaire
Phagolysosome
Macrolides Aminoglycosides
CytosolpH=7.2
Fluoroquinolonesbeta-lactamsRifampicin
Aminoglycosides
Good Low or nul
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PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse
Ispaïa 2010 -27
La question des concentrations tissulaires (totales) en
antibiotique
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PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse
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
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PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse
Ispaïa 2010 -29
Ne pas confondre science, publicité rédactionnelle et marketing
Vrai mais les pathogènes ne sont pas là
![Page 22: PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 1 Le site dinfection P.L. TOUTAIN ECOLE NATIONALE VETERINAIRE T O U L O U S E Update Mai 2013 Pour aller sur](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062404/551d9d93497959293b8c95da/html5/thumbnails/22.jpg)
PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse
Ispaïa 2010 -30
Ne pas confondre science, publicité rédactionnelle et marketing pour la tildipirosine
![Page 23: PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 1 Le site dinfection P.L. TOUTAIN ECOLE NATIONALE VETERINAIRE T O U L O U S E Update Mai 2013 Pour aller sur](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062404/551d9d93497959293b8c95da/html5/thumbnails/23.jpg)
31
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
![Page 24: PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 1 Le site dinfection P.L. TOUTAIN ECOLE NATIONALE VETERINAIRE T O U L O U S E Update Mai 2013 Pour aller sur](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062404/551d9d93497959293b8c95da/html5/thumbnails/24.jpg)
PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 32
Que disent les scientifiques?
![Page 25: PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 1 Le site dinfection P.L. TOUTAIN ECOLE NATIONALE VETERINAIRE T O U L O U S E Update Mai 2013 Pour aller sur](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062404/551d9d93497959293b8c95da/html5/thumbnails/25.jpg)
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
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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
![Page 27: PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 1 Le site dinfection P.L. TOUTAIN ECOLE NATIONALE VETERINAIRE T O U L O U S E Update Mai 2013 Pour aller sur](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062404/551d9d93497959293b8c95da/html5/thumbnails/27.jpg)
35
Méthodes actuelles pour l’étude des concentrations tissulaires des
antibiotiques
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36
Microdialyse & ultrafiltration
![Page 29: PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 1 Le site dinfection P.L. TOUTAIN ECOLE NATIONALE VETERINAIRE T O U L O U S E Update Mai 2013 Pour aller sur](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062404/551d9d93497959293b8c95da/html5/thumbnails/29.jpg)
PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 38
Microdialyse: Principe • La sonde de microdialyse se comporte sur le plan
des échanges avec le milieu extracellulaire comme un capillaire sanguin
•There is an exchange of substances via extracellular fluid
•Diffusion of drugs is across a semipermeable membrane at the tip of an MD probe implanted into the ISF of the tissue of interest.
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PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 39
Qu’avons-nous appris des études de microdialyse?
![Page 31: PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 1 Le site dinfection P.L. TOUTAIN ECOLE NATIONALE VETERINAIRE T O U L O U S E Update Mai 2013 Pour aller sur](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062404/551d9d93497959293b8c95da/html5/thumbnails/31.jpg)
PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 40
Similarité des concentrations libres de la substances (Moxifloxacine) et des
concentrations dans les liquides interstitels du muscle et du tissu adipeux
Muller AAC, 1999 Time (h)
Total (plasma, muscle)free (plasma)interstitial muscleinterstitial adipose tissue
2 6 10 12 30 4020
100
1000
Co
nce
ntr
ati
on
(n
g/m
L)
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41
Qu’avons-nous appris des études de microdialyse en cas d’inflammation?
![Page 33: PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 1 Le site dinfection P.L. TOUTAIN ECOLE NATIONALE VETERINAIRE T O U L O U S E Update Mai 2013 Pour aller sur](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062404/551d9d93497959293b8c95da/html5/thumbnails/33.jpg)
PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 43
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
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PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 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
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PL Toutain; Ecole Vétérinaire de Toulouse 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.