Restreindre la sélection des mutants résistants aux antibiotiques: une stratégie générale dérivée des études de fluoroquinolone

Restreindre la sélection des mutants résistants aux antibiotiques: une stratégie générale dérivée des études de fluoroquinolone

Des études avec des fluoroquinolones ont conduit à une méthode générale pour restreindre la sélection des mutants résistants aux antibiotiques. La stratégie repose sur l’utilisation de concentrations d’antibiotiques qui nécessitent des cellules pour obtenir des mutations de résistance concourantes à la croissance. parce qu’aucune colonie résistante n’est récupérée même quand & gt; Les mutants résistants sont sélectionnés exclusivement dans une fenêtre de sélection de mutants de gamme de concentration qui s’étend du point où l’inhibition de croissance commence, approchée par la concentration inhibitrice minimale, jusqu’au MPC. Les dimensions de la fenêtre de sélection mutante peuvent être réduites dans une variété de La fenêtre peut être fermée pour empêcher la sélection des mutants par une combinaison thérapeutique ≥ avec des agents antimicrobiens si leurs profils pharmacocinétiques normalisés se superposent à des concentrations qui inhibent la croissance. L’application de ces principes pourrait restreindre considérablement la sélection de médicaments pharmacorésistants. pathogènes

Escherichia coli résistant aux uinolones et espèces de Campylobacter retrouvées chez les humains Si des stratégies thérapeutiques ne sont pas développées pour prévenir spécifiquement la croissance de mutants résistants, de nombreuses maladies bactériennes risquent de devenir incurables Pour de nombreuses formes de résistances: les mutants doivent être générés, puis ces mutants doivent être sélectivement enrichis sélectionnés dans la population bactérienne Les altérations génétiques surviennent naturellement, souvent comme une conséquence intrinsèque de la synthèse d’ADN ou comme transfert horizontal de gènes de résistance d’une bactérie à une autre Par conséquent, des cellules résistantes peuvent être présentes dans une population bactérienne avant l’administration d’un antibiotique Certaines mutations peuvent également être générées par des agents antibactériens Malheureusement, bloquer la génération de mutations est actuellement hors de notre portée. Cependant, les mutants apparaissent généralement à une fréquence si basse, dans les cellules spontanées. mutations, qu’ils peuvent être facilement contrôlés par les défenses de l’hôte Si le nombre de mutants peut être maintenu à ce niveau bas par une intervention appropriée à l’étape d’enrichissement, il peut être possible de préserver l’utilité des antibiotiques. Dans le présent travail, nous discutons de l’idée qu’une fenêtre de concentration d’antibiotique existe dans lequel les mutants résistants sont sélectivement amplifiés La limite supérieure de la fenêtre est une concentration d’antibiotique qui bloque la croissance des mutants résistants de première étape et nécessite ainsi des cellules de type sauvage pour atteindre des mutations de résistance à la croissance. ne sera pas récupéré au-dessus de la concentration qui bloque la croissance mutante La limite inférieure est la concentration de médicament à laquelle l’inhibition de la croissance de la majorité des cellules sensibles commence, une concentration qui peut être approchée par la CMI pour la moitié des cellules les limites supérieure et inférieure de la fenêtre sont mesurables, les antibiotiques peuvent être comparés pour trouver des composés En premier lieu, les thérapies monodrogues qui placent les concentrations de médicaments dans la fenêtre devraient conduire à une résistance. Bien que de telles concentrations éliminent habituellement les infections chez les patients immunocompétents, elles sont répétées. l’exposition dans la fenêtre de sélection, soit avec un seul patient ou s’étalant sur de nombreux patients, enrichira progressivement la fraction mutante de la population. Deuxièmement, les concentrations médicamenteuses chuteront en dessous de la limite inférieure, car si la thérapie n’est pas terminée, la possibilité pour des mutants plus spontanés de se produire pendant l’expansion de la population; Troisièmement, les composés avec des CMI plus faibles ne sont pas nécessairement des agents supérieurs en ce qui concerne la sélection des mutants augmenter la limite inférieure peut rétrécir la fenêtre Quatrièmement, les composés qui tuent Par conséquent, les composés létaux ne sont pas nécessairement supérieurs en ce qui concerne la sélection des mutants résistants – les composés supérieurs bloquent la croissance des mutants et tuent les cellules mutantes à des concentrations inférieures à la limite supérieure de la fenêtre. mutants résistants plus avides Dans la discussion qui suit nous nous appuyons fortement sur l’action des fluoroquinolones et la résistance pour soutenir le concept de fenêtre de sélection Cependant, nous avons pu définir les limites de la fenêtre pour le chloramphénicol, la tobramycine, la rifampicine, la vancomycine et la pénicilline pour l’ampicilline et la tétracycline en utilisant M sm egmatis, pour l’isoniazide en utilisant M tuberculosis, et pour le miconazole en utilisant la levure Candida glabrata X Zhao, J Zhou, Y Dong, J Wang, observations non publiées Ainsi, les idées de fenêtre de sélection sont probablement applicables à de nombreuses espèces et à de nombreux agents antimicrobiens. les agents énumérés précédemment, les limites supérieures de la fenêtre sont trop élevées pour être thérapeutiquement utiles pour la monothérapie d’autres combinaisons de microbes composés, tels que le traitement de E. coli rifampicine, peuvent même manquer une limite supérieure X Zhao, observation non publiée Pour de telles situations, sélection Dans une section subséquente, nous examinons comment faire correspondre les profils pharmacocinétiques des composés pour restreindre la sélection des mutants résistants, même lorsque les patients ne respectent pas complètement la thérapie. ProtocolesIl est important de souligner que le blocage de la sélection de mutants résistants est équivalent à l’arrêt de la croissance de m L’action antibiotique létale constitue un concept séparé, qui est considéré après avoir discuté des expériences de fluoroquinolone qui soutiennent l’idée de la fenêtre de sélection mutante. Nous soulignons également qu’aucune des idées n’a été testée cliniquement ou dans des modèles animaux.

La résistance à la fluoroquinolone augmente progressivement

Chez les bactéries gram-négatives, la gyrase est habituellement la cible primaire des quinolones, et les allèles de résistance de première étape sont souvent cartographiés dans l’ADN gyrA. La topoisomérase IV est attaquée seulement à des concentrations plus élevées que celles Les mutations de résistance en parC, un gène codant pour une sous-unité de la topoisomérase IV, apparaissent comme des mutations de deuxième étape après que des mutations de la gyrase ont été établies dans certaines bactéries. Des mutations se produisent dans le gyrA avant que la gyrase Les mutations parC surviennent généralement avant celles de gyrA, bien que les fluoroquinolones C-substituées puissent avoir comme principale cible la gyrase [, ] M tuberculosis, et peut-être d’autres mycobactéries, semblent n’avoir que la gyrase comme cible, et donc à la fois le premier et le second Par conséquent, des schémas distincts de susceptibilité se produisent qui sont habituellement expliqués par la constellation et la sensibilité relative des cibles de médicament. Ajout à la complexité est l’observation que dans un gène donné de nombreux allèles mutants différents peuvent se produire. Par exemple, parmi les mycobactéries, différentes mutations gyrB et gyrB ont été détectées dans des collections de mutants sélectionnés par croissance sur des plaques d’agar contenant des fluoroquinolones La disponibilité de mutants de résistance de première étape nous a incités à tester une variété de fluoroquinolones pour attaquer des mutants. Les composés ayant un groupe C-méthoxy étaient particulièrement efficaces [, -] Nous avons remarqué que le groupe C-méthoxy permettait également aux fluoroquinolones de restreindre sévèrement la sélection des mutants résistants lorsqu’un grand nombre de cellules de type sauvage étaient appliquées à des fluoroquinolones contenant agar C’était le résultat attendu si le composé méthoxy, à travers son attaque Lorsque des cellules E coli ayant un allèle de résistance à la parC mais une susceptibilité de type sauvage ont été testées, le groupe méthoxy n’a eu aucun effet sur la récupération des mutants – pour ces cellules, seule une mutation supplémentaire a été détectée. Ces expériences ont montré que la sélection de mutants résistants pouvait être limitée en exigeant que les cellules aient des mutations de résistance pour la croissance en présence de médicaments.

Figure Vue largeDownload slideFluoroquinolone structure La position C et l’anneau C sont indiqués par des flèchesFigure Vue largeDownload slideFluoroquinolone structure La position C et l’anneau C sont indiqués par des flèches

La concentration de fluoroquinolone affecte la sélection des mutants résistants

Les expériences de sélection mutantes initiales avec les C-méthoxy fluoroquinolones ont été réalisées seulement à quelques concentrations élevées de médicament. Pour caractériser davantage la sélection, nous avons incubé un grand nombre de cellules M bovis BCG sur des plaques d’agar contenant différentes concentrations de fluoroquinolone et déterminé le nombre de colonies Comme les concentrations dépassaient celles requises pour bloquer la croissance de type sauvage, la fraction de cellules récupérées en colonies diminuait brusquement. D’autres augmentations de la concentration de médicament produisirent un plateau dans la récupération des mutants, suivie d’une deuxième chute rapide. mutants présents dans la population: l’ADN extrait des mutants collectés dans la région du plateau contenait des allèles gyrA résistants aux quinolones, révélés par l’analyse de la séquence nucléotidique La seconde chute brutale est survenue à une concentration qui bloquait la croissance des mutants. résistant, mutant de première étape en corrélation avec la concentration requise Les mêmes principes s’appliquent à S aureus, un organisme Gram positif qui contient des cibles de topoisomérases pour les fluoroquinolones, bien que le plateau soit réduit à un point d’inflexion Dans ce cas, les mutants récupérés à partir du région d’inflexion avait des mutations dans parC

Figure View largeTéléchargement de l’effet de la concentration de fluoroquinolone sur la sélection de mutants résistants Mycobacterium bovis BCG a été appliqué sur des plaques de gélose contenant diverses concentrations de fluoroquinolone, et, après incubation appropriée, les colonies ont été comptées La figure est stylisée à partir de données concentration sur la sélection de mutants résistants Mycobacterium bovis BCG a été appliqué sur des plaques de gélose contenant différentes concentrations de fluoroquinolone, et, après incubation appropriée, les colonies ont été comptées La figure est stylisée à partir des données de Examen de la diversité allélique en utilisant M smegmatis comme organisme d’essai , ont conduit à un scénario dans lequel la sélection à faible concentration de fluoroquinolone produit un grand nombre de mutants de bas niveau multirésistants Les mutants cibles de gyrase ne sont pas récupérés, apparemment parce qu’ils sont présents à une fréquence beaucoup plus faible que les mutants multirésistants. comme la pression de sélection augmente, targe t Les allèles gyrA sont récupérés tandis que le nombre de mutants multirésistants diminue fortement Jusqu’à présent, des altérations différentes des acides aminés ont été observées dans le gyrA avec M smegmatis Des concentrations élevées d’antibiotiques réduisent le nombre de types alléliques à un petit nombre, et finalement une concentration est atteinte Cette mutation définit la limite supérieure de la fenêtre de sélection des mutants. Les mutations gyrA sont peu susceptibles d’être induites par l’exposition à la fluoroquinolone car elles sont des mutations récessives et parce que les concentrations de médicaments sont suffisantes pour tuer une cellule nouvellement mutée. De plus, chez E. coli, une mutation lexA, qui bloque la réponse SOS, a peu d’effet sur le niveau plateau observé lors de la mesure de la récupération mutante X Zhao, observation non publiée Par conséquent, une résistance élevée à médiation par gyrase est probablement due aux mutants présents dans la population avant le traitement médicamenteuxLe spectre des allèles sélectionnés dépend de la structure du médicament Par exemple, le déplacement d’un groupe éthyle de la position X de l’azote dans la figure modifie la nature de la mutation conférant le plus de résistance Changer le type de mutation pourrait être important parce que les propriétés du mutant de première étape le plus résistant déterminent la concentration d’antibiotique requise pour provoquer la deuxième chute brutale de la figure de récupération de mutant, qui, comme mentionné précédemment, est la limite supérieure de la fenêtre de sélection mutante

Concentration de prévention des mutants

Des concentrations de C-méthoxy fluoroquinolones ont été facilement atteintes, auxquelles aucun mutant n’a été récupéré même lorsque & gt; Ce résultat est attendu lorsqu’une double mutation rare est nécessaire pour la croissance cellulaire à cette concentration. Parce qu’une double mutation devrait se produire rarement, de l’ordre de per à cellules, les mutants résistants se poseront rarement. nombre de pathogènes présents dans une infection est sensiblement inférieur au nombre requis pour observer un double mutant, comme cela semble être le cas , aucun mutant ne sera sélectionné Nous désignons la concentration d’antibiotique qui ne permet pas de mutant de se développer comme la prévention des mutants concentration MPC En principe, le MPC fournit un seuil numérique qui pourrait être utilisé pour restreindre sévèrement, sinon empêcher, la sélection de la résistance pendant la thérapie Pour des raisons de commodité technique et de comparaison, MPC est défini comme pas de récupération de colonies lorsque & gt; les cellules sont appliquées sur des plaques d’agar. Avec les mycobactéries et S aureus, la MPC est plus faible pour les C-méthoxy fluoroquinolones que pour les dérivés C-hydrogène MPC est mesurée par la même stratégie de dilution agar habituelle pour les déterminations MIC; Cependant, beaucoup plus de cellules doivent être appliquées aux plaques pour le dosage MPC. Par exemple, MPC a été utilisé pour examiner la puissance des fluoroquinolones contre les isolats cliniques de Streptococcus pneumoniae Pour maintenir le nombre de plaques agar, nous avons appliqué des cellules à chaque plaque. ces conditions de haute densité cellulaire il était nécessaire de mesurer un MPCpr MPC provisoire, qui surestimait MPC d’environ -fold Pour plusieurs fluoroquinolones,% d’isolats cliniques manquant d’une mutation de résistance connue avait une valeur de MPCpr qui était proche ou en dessous des niveaux sériques On peut donc administrer certaines fluoroquinolones de telle sorte que les concentrations sériques du médicament dépassent la CPM des isolats cliniques. Cela rend la restriction de la sélection des mutants résistants une attente réaliste si les protocoles posologiques peuvent être ajustés pour maintenir des concentrations élevées. utile, il n’est pas nécessaire que le MPC soit mesuré régulièrement par les laboratoires cliniques si, pour un composé en pathogène, le rapport MPC / MIC est d’abord déterminé pour de nombreux isolats cliniques. Ensuite, les cliniciens doivent connaître le rapport et la valeur de MIC pour estimer MPC car le MPC est déterminé avec des cultures de type sauvage, il est inutile de connaître le mécanisme de résistance. avoir des mutants résistants en main pour mesurer les MPC Cette caractéristique devrait rendre le test applicable à de nombreux agents pathogènes et pour de nouveaux composés aux premiers stades de développement. En outre, les populations résistantes et sensibles peuvent être discriminées plus précisément par MPC que par MIC. test de déterminations & lt; Par conséquent, une population de cellules pourrait être enrichie pour des mutants jusqu’à -plus au-dessus du niveau de fond sans être observée par les mesures MIC. Un tel enrichissement serait facilement détecté par les tests MPC parce que beaucoup plus de cellules sont appliquées aux plaques d’agar

Fenêtre de sélection des mutants

Les mutants résistants sont sélectivement enrichis seulement dans la plage de concentration entre la CMI des cellules de type sauvage et la figure MPC; MIC est une approximation, comme indiqué dans la légende à la figure ci-dessous MIC aucun mutant ne sera enrichi parce que la pression sélective est absent; ci-dessus MPC aucun mutant ne sera sélectionné car une double mutation est nécessaire pour la croissance Nous désignons la plage de concentration entre MIC et MPC comme fenêtre de sélection mutante. Le terme « fenêtre sélective » a été utilisé ailleurs, mais avec une signification plus étroite, sans une limite supérieure précise, et avec une définition différente pour la limite inférieure La fenêtre de sélection mutante peut être facilement visualisée dans un graphique pharmacocinétique idéalisé Figure Si la fenêtre peut être fermée, aucun mutant ne sera sélectionné Par conséquent, fermer ou éliminer la fenêtre est une clé prévenir la sélection de mutants résistants aux antibiotiques

Figure Vue largeTéléchargement de la concentration de sérum ou de tissu après l’administration d’une dose unique d’antibiotique à un patient La concentration de MPC et de prévention des mutations est déterminée en laboratoire. La zone entre MPC et MIC ombrée représente la fenêtre de sélection mutanteFigure View largeTélécharger CroquisIdéalisé de la concentration de sérum ou de médicament tissulaire après l’administration d’une dose unique d’antibiotique à un patient La concentration MIC et la concentration de prévention des mutations MPC, déterminées en laboratoire, sont indiquées La zone entre MPC et MIC ombrée représente la fenêtre de sélection mutante. Fenêtre de sélection des mutants La première est de minimiser le moment où la concentration sérique du médicament est dans la fenêtre, nous utilisons le terme concentration de médicament sérique pour plus de commodité; pour une infection particulière, la concentration dans un tissu ou un organe spécifique peut être un paramètre plus approprié, et il peut être nécessaire de considérer l’effet inactivant possible de la liaison du médicament à la protéine hôte peut en principe être minimisé. en utilisant des composés qui traversent rapidement la fenêtre après l’administration de la première dose et restent au-dessus du CPM pendant toute la durée du traitement. À la fin du traitement, la concentration de l’antibiotique doit également revenir rapidement par la fenêtre. au début du traitement, car le nombre d’agents pathogènes, tant les cellules sauvages que les mutants résistants, peut avoir été considérablement réduit. Voir la discussion subséquente sur l’action létale. Réduire la durée du traitement par un régime de doses élevées et une minimiser la durée de la concentration dans la fenêtre de sélection des mutants t protocoles qui utilisent des composés ayant une longue absorption progressive par le corps, la décroissance progressive, et une dose recommandée qui place les concentrations de médicaments dans la fenêtre de sélection mutant sont les plus susceptibles de sélectionner des mutants résistants La deuxième façon de réduire la fenêtre est de Réduire la différence entre MPC et MIC Par exemple, le groupe C-méthoxy des fluoroquinolones améliore l’action bactériostatique contre les mutants résistants et abaisse ainsi le MPC Avec certains organismes, tels que E. coli, le groupe méthoxy soulève également MIC de type sauvage De ce point de vue, le composé le plus efficace peut ne pas toujours avoir la plus faible MIC La relation entre MIC et MPC, exprimée en rapport MPC: MIC, peut être utilisée pour comparer les agents antibactériens pour leur capacité à sélectionner mutants résistants Lorsqu’il est mesuré avec E coli et S aureus, le rapport, que nous appelons l’indice de sélection, tend à être plus faible pour les C-méthoxy fluoroquinolones que pour de nombreux autres antibiotiques, y compris La rifampicine, la tobramycine et la pénicilline sont inférieures d’au moins un ordre de grandeur pour les C-méthoxy fluoroquinolones à celles de la rifampicine contre S aureus, X Zhao, observation non publiée. L’indice de sélection pourrait servir de critère supplémentaire composés, parce que les plus petits indices signifient qu’un composé est moins susceptible de sélectionner des mutants résistants

Fermeture de la fenêtre de sélection des mutants avec des agents antimicrobiens

Pour certains organismes, il est difficile de trouver des antibiotiques dont la MPC est inférieure à la concentration sérique / tissulaire possible ou à la concentration qui provoque la toxicité de l’hôte. Tel est le cas de la plupart des agents de première intention contre M tuberculosis. Au lieu de cela, les schémas thérapeutiques sont généralement utilisés avec cette maladie. Le traitement réussi se produit beaucoup plus souvent parce que des mutations simultanées sont nécessaires pour la croissance bactérienne lorsque des antibiotiques de différentes classes sont maintenus chacun. à des niveaux supérieurs à leurs CMI respectives La biothérapie permet de fermer la fenêtre de sélection des mutants avec des concentrations d’antibiotiques modérées, même avec des composés ayant des CPM très élevés. L’expérience avec la tuberculose montre que des mutants résistants peuvent survenir même lorsque ≥ des composés sont utilisés La résistance est généralement attribuée au non-respect des schémas thérapeutiques: concentration d’antibiotiques Lorsque le traitement antibiotique est rétabli, les mutants résistants sont sélectivement enrichis. Un échec du traitement peut survenir Si le traitement est arrêté avant que les mutants n’atteignent un nombre élevé de mutants et de mutants spontanés. , ils peuvent ne pas être détectés jusqu’à rechute Pour sélectionner des mutants, la concentration d’un composé doit parfois tomber en dessous de sa CMI tandis que celle de l’autre reste au-dessus de sa CMI mais en dessous de sa CMP Puis la fenêtre de sélection mutante est ouverte pour le médicament reste au-dessus de sa CMI et les mutants résistants à ce composé s’enrichiront on s’attend à ce que l’enrichissement se produise même si le temps d’exposition est court s’il est répété suffisamment de fois Après qu’une population résistante à un composé a poussé, la fenêtre de sélection s’ouvre pour l’autre agent La sélection de la résistance au deuxième composé suit rapidement quand sa concentration excède les MICS toutes les manières existantes pour que la thérapie de double-médicament échoue même si la conformité est bonne Un exemple hypothétique est montré dans la figure A où la concentration des composés dépasse la CMI à différents moments Un autre exemple, montré dans la figure B, illustre un effet de dosage qui fait chuter temporairement la concentration sérique d’un composé son MIC Cela permet la sélection de la résistance contre la drogue dans l’exemple Éviter la résistance nécessite des protocoles appropriés et une vigilance dans le dosage pour maintenir les niveaux des deux composés au-dessus de leurs CMI à tout moment

Il existe des situations dans lesquelles un seul composé est au-dessus de ses situations MIC # et # Les mutants sont facilement sélectionnés dans ces conditions Seulement dans la situation # sont les deux agents au-dessus de leurs MIC respectives B, Fenêtre de sélection des mutants ouverte en raison de la fluctuation de la concentration en antibiotique est montré dans lequel la drogue tombe temporairement en dessous de son MIC, ne laissant que la drogue à une concentration supérieure à son MIC Cela conduira à la sélection de la résistance contre la drogue, même si les concentrations des médicaments ont été synchronisés par rapport au Les variations entre les patients ou les sous-populations d’un agent pathogène peuvent augmenter la CMI d’un composé à un niveau où il dépasse la concentration sérique. le cas montré, la fluctuation laisse seulement la drogue au-dessus du MIC, et cela peut mener au choix de la résistance contre la drogue D, Mut fenêtre de sélection des fourmis toujours fermée Lorsque les composés ont une pharmacocinétique identique à celle de leurs CMI, il n’y a pas de moment où l’un est à une concentration supérieure à la CMI alors que l’autre est inférieure. mutants se produit En pratique, il peut être préférable que les courbes se superposent quelque peu sous le CMI et au-dessus pour éviter les fluctuations du CMI, qui peuvent varier d’une souche à l’autre et d’une personne à l’autre. Les courbes pharmacocinétiques doivent se superposer pour éviter la sélection de mutants résistants. Si la vigilance lors du dosage peut réduire considérablement la sélection de résistances, comme le prouve le programme de traitement directement observé de la tuberculose, elle ne peut éliminer les défaillances dues à d’autres types de fluctuation et d’erreur humaine. la concentration de médicaments peut être maintenue au-dessus d’un CMI défini pour la plupart des situations, mais la variation entre les patients ou des organismes infectants peuvent occasionnellement provoquer une CMI supérieure à la concentration sérique / tissulaire d’un médicament, comme illustré pour la ligne en pointillés de la figure C qui devrait conduire à la sélection de la résistance au médicament, qui a sa concentration au-dessus de son CMI son principe MPCIn, les problèmes potentiels illustrés sur les figures figure A, figure B, et la figure C ne peuvent pas se produire si les composés ont des profils pharmacocinétiques identiques ou très similaires figure D: les concentrations des antibiotiques traversent le MIC en même temps, et l’absence de un écart entre leurs profils pharmacocinétiques normalisés empêche un composé de tomber en dessous de la CMI tandis que l’autre reste au-dessus. La superposition des courbes ≥ pharmacocinétiques figure D devrait empêcher la sélection de mutants résistants même si les patients ne respectent pas les protocoles posologiques. dans un seul transporteur afin que les patients ne peuvent pas prendre un médicament et non l’autre Parce que ces considérations impliquent Comparaison des réponses pharmacocinétiques ≥ antibiotiques qui peuvent survenir à des concentrations absolues de médicament très différentes, la normalisation est nécessaire La normalisation se fait le plus facilement en exprimant la concentration du médicament en multiples de MIC On ne sait pas encore dans quelle mesure les composés doivent atteindre la situation idéale de pharmacocinétique identique à empêcher le choix de la résistance Cependant, il devrait être possible de manipuler le dosage et les formulations pour obtenir l’effet désiré une fois que les composés ayant des profils pharmacocinétiques similaires ont été trouvés. Une certaine flexibilité peut être tolérée si un troisième composé est ajouté au mélange. à des concentrations supérieures à leurs CMI Si les composés sont combinés en un seul véhicule d’administration, une erreur de dosage conduisant à la monothérapie et à la pharmacorésistance est moins susceptible de se produire.Pour une double thérapie, une résistance croisée entre les composés ne doit pas se produire. une seule mutation conférerait une résistance aux deux composés A cet égard, les mutations d’efflux médicamenteux peuvent être un problème particulier: elles augmentent la probabilité de résistance croisée car beaucoup confèrent une résistance à plusieurs classes d’antibiotiques simultanément. Éviter l’utilisation de faibles doses antibiotiques peut être le moyen de minimiser la sélection des mutants d’efflux. Les thérapies combinées ne répondent pas aux critères requis pour éliminer la fenêtre de sélection mutante. Par exemple, un cocktail de drogue appelé Rifater Marion Merrell Dow a été formulé dans lequel l’isoniazide, la rifampicine et le pyrazinamide sont combinés en un traitement par jour de la tuberculose. les profils pharmacocinétiques de ces composés ne superposent pas la figure. Après une demi-journée, le pyrazinamide et la rifampicine tombent en dessous de leur CIM, et donc l’isoniazide agirait en monothérapie pendant environ la moitié du temps de traitement. On s’attend à ce que la résistance à la rifampicine apparaisse ensuite parce que le pyrazinamide tombe en dessous de son CMI avant la figure de la rifampicine.

Figure View largeTéléchargement de profils pharmacocinétiques de l’isoniazide, de la rifampicine et de la pyrazinamide après traitement par Rifater Marion Merrell Dow, un comprimé à dose fixe et à triple médicaments Concentrations d’antibiotiques sériques, tirées de Figure Agrandir l’imageDisjonctions pharmacocinétiques de l’isoniazide, de la rifampicine et du pyrazinamide après traitement par Rifater Marion Merrell Dow, un comprimé combiné triple dose à dose fixe. Concentrations antibiotiques sériques, prélevées sur Il est à noter que l’idée d’une double mutation ne s’applique pas à un régime unique, comme la Augmentin SmithKline Beecham Timentin SmithKline Beecham, Unasyn Pfizer et Zosyn Wyeth-Ayerst Laboratories Ce sont des combinaisons de β-lactamines et d’inhibiteurs de β-lactamases qui constituent une monothérapie. Avec ces formulations, une mutation de résistance à l’un ou l’autre composé confère une résistance

Action létale et sélection de la résistance

Jusqu’à présent, nous avons accordé peu d’attention à l’action bactéricide létale, car MPC et la fenêtre de sélection des mutants sont basées uniquement sur des considérations bactériostatiques. Néanmoins, les effets létaux sont importants pour la mise en œuvre des idées basées sur MPC et pour des cas particuliers. l’action devrait réduire l’aspect temporel de la fenêtre de sélection mutante, et ainsi augmenter la capacité à administrer des concentrations élevées d’antibiotiques. raccourcir les temps de traitement peut réduire les effets secondaires toxiques pour les maladies causées par des organismes qui ne sont pas facilement attaqués par le système immunitaire ou immunodéprimés Une action létale est nécessaire car le blocage de la croissance peut à lui seul éliminer l’infection. L’action létale devrait également restreindre l’excroissance des cellules acquérant une mutation récessive et induite par le médicament. mutants à vivre pourrait effectivement accélérer le processus de sélection Essentiellement, cela signifie que le MBC pour un mutant, qui est mesuré en utilisant des périodes d’incubation comparables à celles utilisées pour permettre la croissance des colonies, devrait approcher le mutant MIC. Avec les fluoroquinolones, les MBC et les MIC sont parfois assez proches pour les cellules sauvages . On ne sait pas si cela est vrai pour les mutants. Il est important de noter que les effets bactériostatiques, reflétés dans la CMI, ne prédisent pas toujours l’action létale, même pour les composés hautement bactéricides. Dans le cas des fluoroquinolones, un dérivé structurel peut être plus efficace qu’un autre pour bloquer la croissance mais moins efficace pour tuer les cellules. parce que le blocage de la croissance est physiologiquement distinct de l’action létale revue dans Par conséquent, trouver des comp les etnds peuvent nécessiter des tests expérimentaux avec des mutants résistants

Mise en oeuvre de la stratégie basée sur MPC pour restreindre la sélection de mutants résistants

La conclusion la plus évidente des idées esquissées plus tôt est l’inadéquation de la monothérapie avec des antibiotiques bactériostatiques à des doses qui placent la concentration de médicament dans la fenêtre de sélection des mutants pendant de longues périodes. Ces stratégies pourraient être mieux réservées à la polychimiothérapie. le développement de nouveaux agents antimicrobiens La clé consistera à obtenir des composés à faible indice de sélection et pouvant être administrés en toute sécurité au-dessus du CPM. La possibilité d’erreur humaine dans le dosage compromet même les composés à faible CPP. Pour cela, des études pharmacocinétiques approfondies sont nécessaires pour satisfaire aux exigences illustrées dans la figure D. La biodisponibilité, la bio-efficacité et la compartimentation tissulaire des composés doivent tous être pris en compte lorsque l’on cherche des composés dont les profils pharmacocinétiques se superposent. du mut La fenêtre de sélection des fourmis ne peut être qu’une légende approximative et comme la CMI peut varier sur une large gamme avec des isolats cliniques, il peut être nécessaire d’établir une zone de sécurité autour de la CMI modale des isolats cliniques pour empêcher les fluctuations de CMI d’ouvrir la sélection mutante. fenêtre Les profils pharmacocinétiques d’au moins des composés doivent se superposer dans cette zone de sécurité Un problème avec les composés actuellement utilisés est que les mutants résistants sont déjà présents dans les populations pathogènes, en particulier celles associées aux infections hospitalières Dans certains cas, il peut être possible Au-dessus de la MPC des mutants Ceci peut être réalisé pour E coli avec une C-méthoxy fluoroquinolone Cependant, la plupart des pathogènes sont peu susceptibles d’être aussi hautement sensibles. Pour eux, il peut être nécessaire de fermer la fenêtre de sélection mutante en trouvant des antibiotiques -drogue, polythérapie Si un seul antibiotique est disponible, comme c’est le cas pour la vancomycine avec beaucoup de méthicil souches de S aureus résistantes à la lin, il peut être nécessaire de réserver le composé pour les cas mortels jusqu’à ce qu’un deuxième médicament soit développé qui permette de satisfaire aux critères de la figure D. Du point de vue de la santé publique, il peut être déconseillé utiliser de nouveaux membres très puissants d’une classe d’antibiotiques en monothérapie contre des agents pathogènes déjà résistants aux membres plus âgés et moins puissants de la même classe Une telle stratégie peut rapidement rendre le nouveau composé inefficace et, plus important encore, il devrait réduire la susceptibilité de la population pathogène Qui limitera sévèrement l’utilité des futurs dérivés De même, les dérivés moins puissants ne doivent pas être utilisés à faible dose en agriculture: les bactéries résistantes seront facilement sélectionnées, elles seront transférées à la population humaine, puis la résistance aux nouvelles , des dérivés plus puissants seront facilement sélectionnés La résistance qui apparaît à haute fréquence nécessite un léger raffinement de la stratégie Si la fréquence de mutation est plus élevé que vu avec les quinolones, alors les concentrations d’antibiotiques peuvent devoir être ajustées de sorte que plus que des mutations simultanées sont exigées pour la croissance de pathogène Par exemple, si la fréquence de mutation est – et le nombre d’organismes dans le corps devrait être, nécessitant des mutations signifierait que mutant se produirait par cellules qui fournirait un tampon d’ordre de grandeur pour la sélection de la résistance. La taille de ce tampon doit être déterminée avec des modèles animaux dans lesquels la résistance est facilement sélectionnée. Cette résistance phénotypique appelée aussi résistance induite et ses références peuvent être partiellement atténuées si l’antibiotique inducteur tue très rapidement. Par conséquent, les tests bactériostatiques ne seront pas particulièrement significatifs pour les agents qui provoquent une résistance phénotypique. ce type de résistance avec des agents qui ne l’induisent pas c un encore utiliser les idées de MPC pour restreindre la sélection de la résistance génétique

Remarques finales

Nos stratégies de dosage antibactérien actuelles visent à éliminer l’infection. Les concentrations médicamenteuses supérieures à la CMI ou à plusieurs CMI ont été adéquates à cette fin. Cependant, les stratégies CMI nécessitent seulement une mutation de résistance pour qu’une cellule croisse en présence d’antibiotique, et Les infections peuvent facilement contenir suffisamment de cellules bactériennes pour que de nombreux mutants résistants de première étape soient présents. Par conséquent, les mutants résistants sont facilement enrichis Lorsque des millions d’infections sont considérées, l’excroissance des mutants résistants se produit assez souvent pour rendre les composés inefficaces. Les composés qui ne peuvent pas être administrés de telle sorte que les concentrations tissulaires pertinentes dépassent le CPM devraient être protégés du développement de la résistance en étant administrés en tant que thérapies combinées. Alors que le concept sous-jacent à la stratégie de mutation est simple, une validation clinique est requise. Un changement d’orientation peut être approprié dans l’industrie pharmaceutique Actuellement, l’industrie est mise en place pour trouver et produire de nouveaux agents en monothérapie plutôt que de conserver les composés existants grâce à la polythérapie si l’on suppose qu’une nouvelle classe d’agents sera toujours disponible. remplacer ceux qui ont été neutralisés par la résistance, alors peu de mal est fait en gardant un composé faible sur le marché en monothérapie Si l’hypothèse d’un approvisionnement continu de nouveaux agents antibactériens est invalide, nous en tant que société devra trouver un moyen de préserver Des changements réglementaires sont nécessaires Parmi les patients et les médecins, il peut être nécessaire de passer de la santé individuelle à la santé publique. De faibles doses contrôlent généralement l’infection et le risque d’échec du traitement chez un patient donné est faible. Par conséquent, la tendance à administrer des doses faibles est forte et le passage à une thérapie basée sur le MPC un risque plus élevé d’effets secondaires avec peu de bénéfice pour le patient immédiat L’avantage de la thérapie à base de MPC est que l’antibiotique soit disponible pour de futures infections

Remerciements

Nous remercions Arnold Bendich, Marila Gennaro, Serban Iordanescu, Samuel Kayman, Barry Kreiswirth, Don Low, Frank Lowy, David Perlin, Bo Shopsin, Carl Urban et Lew Weinstein pour leurs commentaires critiques sur le manuscrit, et Glenn Tillotson pour ses encouragements. n |

Test cutané à la tuberculine chez les médecins d’un hôpital d’enseignement du Midwest: une étude prospective -Year