CONCEPTS GENERAUX DE PHARMACOLOGIE ANTI
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CONCEPTS GENERAUX DE PHARMACOLOGIE ANTI
CONCEPTS GENERAUX DE PHARMACOLOGIE ANTI-INFECTIEUSE Enseignant: F. Van Bambeke FARM2129 – année 2009-2010 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 1 Anti-infectieux: action et résistance 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 2 Mécanisme d’action des anti-infectieux : toxicité sélective pour l’agent pathogène But d’une chimiothérapie anti-infectieuse : Théorie des « Magic bullets » de Paul Ehrlich “corpora non agunt nisi fixata” Ehrlich’s “magic bullet” theory 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 3 Mécanisme d’action des anti-infectieux : toxicité sélective pour l’agent pathogène But d’une chimiothérapie anti-infectieuse : a minima, empêcher la croissance, ou mieux, tuer l’agent infectieux sans causer de dommages aux cellules de l’hôte Recherche de cibles spécifiques ! eu archées ba ie r é ct ca ry ot es s virus 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 4 Cibles potentielles anti-virales Virus = parasite obligatoire d’une cellule cibler la capacité d’entrer ou de sortir de la cellule cibler des enzymes virales cibler les cellules infectées (prodrogues activées par des enzymes virales) 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 5 Cibles potentielles anti-bactériennes Bactéries = procaryotes; métabolisme assez distinct de celui des eucaryotes PAROI SYNTHESE PROTEIQUE (-lactames, glycopeptides) (tetracyclines, macrolides, aminoglycosides, …) REPLICATION & TRANSCRIPTION DES Ac. Nucl. (fluoroquinolones, ansamycines) 31/10/2009 MEMBRANE ENZYMES (polymyxines, lipopeptides, …) (sulfamides, diaminopyridines) 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 6 Cibles potentielles anti-fongiques Champignons = eucaryotes; peu de cibles spécifiques … SYNTHESE des GLYCANS (échinocandines) ERGOSTEROL et sa SYNTHESE (polyènes, azoles, allylamines) SYNTHESE des Ac. Nucl. (5-fluorocytosine, griséofulvine) 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 7 La résistance aux agents anti-infectieux: pourquoi ? Une simple application des concepts de Darwin ... gene pression de sélection enzyme / nucléoprotéine Detail of watercolor by George Richmond, 1840. Darwin Museum at Down House function 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 8 La résistance aux agents anti-infectieux: pourquoi ? Une simple application des concepts de Darwin ... - « do it your-self » mutation ponctuelle pression de sélection - « buy it » transfert de gènes Sélection optimisation 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 9 La résistance aux agents anti-infectieux: pourquoi ? Une simple application des concepts de Darwin … à un matériel hautement modulable • un foyer infectieux typique contient plus de 106 - 109 organismes pression de sélection • la plupart des bactéries se divisent TRES vite (20 min…) et se répandent • les bactéries pathogènes échangent facilement du matériel génétique acquisition et dissémination rapides de caractères de résistance 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 10 Mécanismes de résistance aux anti-viraux cible mécanisme de résistance Médicaments agissant sur l’entrée modification des déterminants de surface Médicaments agissant sur la réplication intracellulaire Mutation des enzymes cibles 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 11 Mécanismes de résistance aux anti-bactériens Mesaros et al. Louvain méd. (2005) 124:308-320 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 12 Mécanismes de résistance aux anti-fongiques cible mécanisme de résistance Médicaments agissant sur des enzymes Mutation des enzymes cibles Médicaments agissant sur la membrane Modification de composition de membrane 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 13 La résistance est liée à un mauvais usage des antibiotiques gène Résistance si peu ou pas de pression enzyme / nucléoprotéine de sélection • consommation élevée et • usage inapproprié function peu ou pas d’AB pas de bactérie survivante 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 14 La résistance est liée à un mauvais usage des antibiotiques gène Résistance si pression de enzyme / nucléoprotéine sélection élevée • consommation élevée et • usage inapproprié function bcp d’antibiotique mal utilisé bcp de bactéries survivantes 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 15 La pression de sélection mutation conférant la résistance à un antibiotique population sensible mutations spontanées (division ~ 20 minutes) multiplication bactérienne population résistante multiplication des bactéries résistantes 31/10/2009 exposition à un antibiotique 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 16 Relation entre usage des antibiotiques et résistance Correlation entre les niveaux de risque de résistance des pneumocoques à la pénicilline et les ventes de cette classe d'antibiotiques (usage non hospitalier) entre des pays de l'U.E. Bronzwaer et al. Emerg Infect Dis 2002;8:278-82 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 17 Et en Belgique : consommation ? 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 18 Et en Belgique : résistance ? 1/4 patients 1/10 patients Eurosurveillance, Volume 13, Issue 46, 13 November 2008 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 19 Résistance aux anti-infectieux: est-ce un réel problème ? • Pour les antiviraux, inévitable dans leurs indications chroniques (HIV); usage systématique de polythérapie • Pour les antifongiques, usage réservé à des infections sévères chez des patients immunodéprimés; résistance encore rare mais conséquences lourdes car peu d’alternatives • Pour les antibiotiques, problème clairement lié à la surconsommation, car souvent prescrits sans indication réelle ni diagnostic précis de l’agent causal … On voit fleurir les bactéries multirésistantes pour lesquelles il n’y a quasi plus d’alternatives … 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 20 Résistance aux anti-infectieux: est-ce un réel problème ? Quizz : préféreriez-vous développer une infection avec le Pseudomonas de gauche ou de droite ? 31/10/2009 P. Plésiat; http://medecinepharmacie.univ-fcomte.fr/bacterio_web/ 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 21 Bon usage des antibiotiques: Comment ? 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 22 Bon usage des antibiotiques: Comment ? professionnels de la santé: rationaliser et optimiser l’usage 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 23 Médecins ? • recommandations nationales pour l’usage approprié articles de mise au point 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 24 Médecins ? • mise à disposition des données épidémiologiques incidence des maladies infectieuses 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 25 Médecins ? • mise à disposition des données épidémiologiques résistances 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 26 Médecins ? • mise à disposition de tests diagnostiques sensibles, spécifiques et, si possible, rapides 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 27 Pharmaciens ? • délivrance de médicaments symptomatiques pour soulager les symptômes sans risque particulier. ! doit aller de pair avec : • éducation du patient à la non-prise d'antibiotiques sauf nécessité reconnue par le médecin . • instruction de revenir voir le pharmacien et/ou le médecin si les symptômes persistent ou s'aggravent au delà de 48 à 72 h. 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 28 Pharmaciens ? • en cas de prescription d’antibiotique, assurer l’usage optimal . adéquation (et respect par le patient) de la posologie, de la durée de traitement, du schéma d'administration (sur base des propriétés pharmacodynamiques des antibiotiques) éviter ou corriger les interférences médicamenteuses risques de toxicité diminution de biodisponibilité détecter les effets secondaires risques de toxicité mauvaise compliance 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 29 Bon usage des antibiotiques: Comment ? public: prise de conscience du problème 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 30 Campagnes publiques 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 33 Ces mesures sont-elles efficaces ? Eurosurveillance, Volume 13, Issue 46, 13 November 2008 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 34 Ces mesures sont-elles efficaces ? Eurosurveillance, Volume 13, Issue 46, 13 November 2008 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 35 Critères rationnels de sélection d’un antibiotique 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 36 1. Confirmer la présence d’une infection fièvre mais … virus maladies auto-immunes médicaments signes et symptômes GB inflammation (surtout si infection peau / os) facteurs prédisposants immunodépression: malnutrition, médicaments, autre maladie altérations de la flore destruction des barrières : pH gastrique, mucus, âge 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 37 2. Identification du pathogène espèce bactérienne sensibilité aux antibiotiques Si possible : prélèvement (facilité d’accès au site infecté !) Mais la plupart du temps, empirique ! connaissance de l’épidémiologie locale 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 38 3. Sélection d’un antibiotique facteurs liés au pathogène - sensibilité aux antibiotiques - fréquence des résistances 31/10/2009 facteurs liés à l’antibiotique facteurs liés au patient - pharmacocinétique : pénétration au sité infecté - relation PK/PD - allergies - sensibilité aux effets secondaires - fonctions rénale et hépatique - autres pathologies - risque d’interactions médicamenteuses - âge - grossesse, lactation 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 39 4. Evaluation de l’efficacité - monitoring pharmacocinétique - évolution clinique - déterminer les causes d’échec: responsabilité du pharmacien ! Adapté de Pechère - Schorderet 1998 Pharmacologie, des aspects fondamentaux aux applications thérapeutiques 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 40 Pharmacocinétique / Pharmacodynamie (PK/PD) des antibiotiques 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 41 Caractérisation de l’activité d’un antibiotique bactériostatique vs bactéricide Bactériostatique: prévient la croissance bactérienne (oxazolidinones, tetracyclines, macrolides) Lentement bactéricide (glycopeptides, -lactames) Bactéricide: tue les bactéries (aminoglycosides, fluoroquinolones) 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse Barcia-Macay et al, AAC 2006, 50:841-851 42 Caractérisation de l’activité d’un antibiotique Effet post-antibiotique (effet persistant) retard à la croissance lors de l’arrêt de l’exposition à l’AB Dilution 1/100 streptococci exposed to penicillin 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 43 Caractérisation de l’activité d’un antibiotique Combinaisons: synergie vs antagonisme synergie (aminoglycoside + -lactame streptogramine A + streptogramine B) 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse antagonisme (tétracycline + -lactame) 44 Pharmacocinétique / Pharmacodynamie Concentration dans les tissus Dosage Concentration sérique en fonction du temps Concentration au site d’infection 31/10/2009 Effets pharmacologiques et toxiques 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse Effets antibiotiques 45 Pharmacocinétique / Pharmacodynamie Pharmacodynamie Pharmacocinétique conc. vs effet conc. vs temps Effet Conc. 0.4 0.0 0 Temps Conc. (log) 25 10-3 PK/PD Effet effet vs temps 1 0 0 31/10/2009 Temps 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 46 Détermination de la sensibilité à un antibiotique Antibiogramme: évaluation approximative de la sensibilité R I S sensible intermédiaire résistant CMI (concentration minimale inhibitrice): CMI 2X dilution croissance 31/10/2009 2X dilution conc. élevée croissance 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 47 sensibilité à un antibiotique: quelles informations trouve-t-on dans les notices ? Clamoxyl® - amoxicilline CMI50 CMI90 ECART (µg/mL) (µg/mL) (mcg/mL) Organismes Seuil critique de sensibilité (mcg/mL) S GRAM + AEROBIES Streptococcus pneumoniae 0,03 2 Streptococcus pyogenes ≤0,015 0,03 Methicilline Susceptible Staphylococcus aureus 8 >16 50 % et 90 % des isolats étudiés ont une CMI < cette valeur 31/10/2009 I ≤0,015 - >16 ≤2,0 4,0 ≤0,12 ≤0,015 – 8 ** ≤0,25 0,06 - >16 * zone des CMI mesurées dans l’ensemble des isolats 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse R ≥8 ≥0,5 * Une bactérie avec une CMI < seuil S est sensible ! 48 sensibilité à un antibiotique: quelles informations trouve-t-on dans les notices ? 100 zone de CMI % des souches CMI90= 2 mg/L 75 CMI50= 0.5 mg/L 50 25 0 0.12 0.25 31/10/2009 0.5 1 2 4 8 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse CMI (mg/L) 49 Paramètres pharmacocinétiques en relation avec l’activité des antibiotiques Cmax / CMI Concentration (µg/mL) Cmax Temps ~ conc > CMI AUC > CMI CMI t > MIC 0 31/10/2009 AUC / CMI 6 12 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 18 24 Temps (h) 50 Effet de la concentration sur l’activité des antibiotiques Etude in vitro (en bouillon de culture) Time kill curves for Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 with exposure to tobramycin, ciprofloxacin, and ticarcillin at concentrations from one fourth to 64 times the minimum inhibitory concentration. (From Craig WA, Ebert SC. Killing and regrowth of bacteria in vitro: A review. Scand J Infect Dis. 1990;74:63–70.) 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 51 Antibiotiques temps - dépendants Log10 CFU per Lung at 24 Hours Log10 CFU per Lung at 24 Hours Etude animale: céfotaxime vis-à-vis de Klebsiella pneumoniae (pneumonie chez la souris) 10 9 8 7 6 5 0.1 1 10 100 1000 10 9 croissance 8 inoculum initial 7 6 bactéricidie 5 3 10000 10 100 300 1000 3000 24-Hour AUC/MIC Ratio Peak/MIC Ratio Log10 CFU per Lung at 24 Hours 30 10 R 2 = 94% 9 8 7 Effet maximal si t > CMI = 60 % 6 5 0 20 40 60 80 100 Time Above MIC (Percent) 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 52 Antibiotiques concentration - dépendants Etude animale: fluoroquinolones chez l’animal immunocompromis Percent Mortality 100 80 60 40 20 0 3 10 30 100 300 1000 Effet maximal si AUC / CMI = 100 24 hr AUC/MIC 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 53 Antibiotiques concentration - dépendants Etude clinique: ciprofloxacine chez des patients atteints de pneumonie Forrest et al., AAC, 1993 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 54 Paramètres PK/PD prédictifs de l’efficacité des antibiotiques activité dépendant du temps peu d’effet de la concentration peu ou pas d’effets persistants Antibiotiques beta-lactames 31/10/2009 Paramètre PK/PD But temps où conc > MIC Optimiser la durée d’exposition 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 55 Paramètres PK/PD prédictifs de l’efficacité des antibiotiques activité dépendant du temps effets persistants prolongés Antibiotiques glycopeptides tétracyclines MLS oxazolidinones 31/10/2009 Paramètre PK/PD But Optimiser AUC / CMI la quantité 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 56 Paramètres PK/PD prédictifs de l’efficacité des antibiotiques activité dépendant de la concentration effets persistants prolongés Antibiotiques Paramètre PK/PD But Optimiser aminoglycosides 31/10/2009 pic /CMI la concentration 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 57 Paramètres PK/PD prédictifs de l’efficacité des antibiotiques activité dépendant de la concentration effets persistants moins prolongés Antibiotiques Paramètre PK/PD fluoroquinolones AUC / CMI et pic / CMI 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse But Optimiser la quantité et la concentration 58 - lactames Optimaliser le temps > CMI cible = 60 % Adapter pour l’intervalle de dose pour rester > CMI Ct = C0 x e-kt intervalle acceptable entre deux administrations • directement proport. à la dose • inversément proport. à la clairance 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 59 - lactames* : exemple pratique 1 g toutes les 12 h - dose totale: 2 g/jour concentration (mg/l) 100 80 60 CMI = 32 T > CMI ~ 30 % 40 20 CMI = 16 T > CMI ~ 50 % 0 0 4 8 12 16 20 temps (h) 24 CMI = 8 T > CMI ~ 65 % * -lactame avec une demi-vie de 2 h et un Vd = 0.2 l/kg 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 60 - lactames* : exemple pratique augmenter la dose unitaire ? concentration (mg/l) de 1 g à 2 g - dose totale: 4 g/jour 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 CMI = 32 T > CMI ~ 40 % CMI = 16 T > CMI ~ 60 % 0 4 8 12 16 20 temps (h) 24 CMI = 8 T > CMI ~ 75 % * -lactame avec une demi-vie de 2 h et un Vd = 0.2 l/kg 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 61 - lactames* : exemple pratique multiplier le nombre d’administrations ? de 2 X à 4 X - dose totale: 4 g/jour concentration (mg/l) 100 80 60 CMI 32 T > CMI ~ 70 % 40 20 CMI = 16 T > CMI ~ 100 % 0 0 4 8 12 16 20 temps (h) 24 CMI = 8 T > CMI ~ 100 % * -lactame avec une demi-vie de 2 h et un Vd = 0.2 l/kg 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 62 - lactames* : exemple pratique maintenir une concentration constante ? Infusion continue - dose totale: 4 g/jour concentration (mg/l) 100 80 60 CMI = 32 T > CMI ~ 100 % 40 20 CMI = 16 T > CMI ~ 100 % 0 0 4 8 12 16 20 temps (h) 24 CMI = 8 T > CMI ~ 100 % * -lactame avec une demi-vie de 2 h et un Vd = 0.2 l/kg 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 63 exemple de posologie: que nous apprend la notice ? Posologie: ADULTES ET ENFANTS DE PLUS DE 12 ANS. 1.) Voie orale. 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 64 exemple de posologie: que nous apprend la notice ? 500 mg 2 X/ Jour ? conc > CMI 0.4 pdt 50 % du temps OK pour les souches sensibles… 875 mg 2 X/ Jour ? conc > CMI 0.6 pdt 50 % du temps OK pour les souches sensibles …. 500 mg 3 X/ Jour ? conc > CMI 1 pdt 50 % du temps OK pour les souches sensibles ET intermédiaires si nécessaire: 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 65 Aminoglycosides Optimaliser le rapport pic /CMI cible = 8 1. Mode d’administration adequat i.v. 2. Ajuster la dose (a) pic/MIC = 8 (b) pic = dose / Vd dose = MIC x 8 x Vd 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 66 Aminoglycosides * : exemple pratique 3 mg / kg - 1 X jour 24 concentration (mg/l) 20 16 12 8 4 CMI = 2 pic /CMI ~ 6 CMI = 0.5 pic /CMI ~ 24 0 0 4 8 12 16 20 24 temps (h) * aminoglycoside avec une demi-vie de 1 h et un Vd = 0.25 l/kg 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 67 Aminoglycosides * : exemple pratique augmenter la dose ? 6 mg / kg - 1 X jour 24 concentration (mg/l) 20 16 12 8 4 CMI = 2 0 0 4 8 12 16 20 24 pic /CMI ~ 12 CMI = 0.5 pic /CMI ~ 48 temps (h) * aminoglycoside avec une demi-vie de 1 h et un Vd = 0.25 l/kg 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 68 Aminoglycosides : que nous apprend la notice ? ~ limite de sensibilité PD pour une dose de 15 mg/kg Pic/CMI ~ 12 Pic/CMI ~ 6 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 69 Fluoroquinolones optimaliser le rapport AUC / CMI cible = 125 AUC = dose / Cl 1. Adjuster la dose journalière ~ AUC-cible 2. Adapter le nb d’administrations ~ pharmacocinétique 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 70 Fluoroquinolones : exemple pratique 1. L’AUC (et le pic) sont proportionnels à la dose ajuster la dose 6 concentration (mg/l) 5 4 3 2 1 0 0 4 8 12 16 20 24 temps (h) 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 71 Fluoroquinolones : exemple pratique 2. L’AUC est indépendante du nb d’administrations (mais PAS le pic) prendre le schéma qui convient 6 concentration (mg/l) 5 4 3 2 1 0 0 4 8 12 16 20 24 temps (h) 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 72 Fluoroquinolones : exemple pratique 3. L’AUC = dose / Cl une molécule à longue t½ peut être administrée à une dose + faible pour atteindre une même AUC 6 concentration (mg/l) 5 4 3 2 1 0 0 4 8 12 16 20 24 temps (h) 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 73 Fluoroquinolones Résumé • 24h-AUC proportionnelle à la dose journalière • pic proportionnel à la dose unitaire 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 74 Fluoroquinolones : choix du schéma posologique 1 X / jour uniquement si demi-vie longue AUC suffisante Avantages • rapport pic /MIC • compliance améliorée ! Effets secondaires liés à des pics TROP élévés : Toxicité pour le SNC Inhibition de l’activité des CYP 450 chondrotoxicité phototoxicité plusieurs X / jour si demi-vie courte AUC suffisante sans obtenir de pics potentiellement toxiques 31/10/2009 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 75 Fluoroquinolones : quel choix sur base des doses recommandées ? molécule Dosage (mg/24h) lévofloxacine 500 1000 400 moxifloxacine AUC * 73 146 48 CMI pour AUC/ CMI = 125 0.6 1.2 0.4 * sur base des demi-vies normales; doses pour un adulte de 60 kg 100 cumulative percentage 90 MXF CMI ~ limite de sensibilité PD LVX 80 70 60 CMI << limite de sensibilité PD 50 40 30 20 10 CMI 31/10/2009 64 32 8 16 4 2 1 7. 8 0. ×10 01 -03 5 0. 62 03 5 1 0. 25 06 2 0. 5 12 5 0. 25 0. 5 0 Distribution des CMI de pneumocoques isolées en Belgique chez des patients atteints de pneumonie communautaire Lismond et al, 2007 01: principes chimiothérapie antiinfectieuse 76