Evaluation de l'activité bactéricide et stérilisante d'un nouvel antituberculeux, R207910, dans le modèle murin de tuberculose

Evaluation of the bactericidal and sterilizing activity of diaryquinoline R207910 in murine model of tuberculosis

• Auteur / Autrice : Murad Ibrahim
• Direction : Vincent Jarlier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Mycobacterium tuberculosis

Chimiothérapie expérimentale

Tuberculose

Diarylquinoline

Antituberculeux R207910

Résumé

Bases rationnelles: la tuberculose est à elle seule responsable d’environ 9 millions de nouveaux cas et de 1 à 2 millions de morts par an. Il existe pourtant un traitement antibiotique standard (recommandé par l’OMS) associant rifampicine, isoniazide, pyrazinamide et ethambutol (ou streptomycine), qui assure la guérison dans près de 95% des cas lorsqu’il est correctement suivi. Son efficacité est limité par sa longueur (au moins 6 mois), sa complexité (4 médicaments) et son inefficacité sur les souches multirésistantes. C’est pour outrepasser ces limites que de nouveaux antituberculeux sont nécessaires. R207910 est le chef de file d’une nouvelle famille d’antituberculeux, les diarylquinolines, au mécanisme d’action original : l’inhibition de l’ATP synthase. Objectif: nous avons évalué l’activité bactéricide et stérilisante de R207910 administré seul ou dans des combinaisons d’antibiotiques. Matériels et méthodes: Nous avons utilisé le modèle murin de tuberculose. Les souris étaient infectées par voie intra-veineuse par M. Tuberculosis H37Rv. Nous avons, selon les expériences, mesuré (a) la bactéricidie, c’est-à-dire la décroissance de la population bactérienne dans les poumons et/ou les rates après des durées variables de traitements et (b) l’activité stérilisante de combinaisons d’antibiotiques en mesurant les taux de rechutes après l’arrêt du traitement. Résultats: nous avons montré que le R207910 à 25 mg/kg est bactéricide après seulement 4 jours de traitement. Après 2 mois de traitement, le R207910 (25 mg/kg 5 jours sur 7, 50 mg/kg 2 jours sur 7, 100 mg/kg 1 jour sur 7) permet une décroissance de 5 log10 UFC de la charge bacillaire, activité qui n’est atteinte par aucun des antituberculeux existants. C’est donc la dose total hebdomadaire qui déterminait l’activité bactéricide et non le rythme d’administration ou la posologie unitaire. Du fait d’un action synergétique entre R207910 et pyrazinamide, deux mois de traitement par les double ou triples combinaisons (R207910+pyrazinamide±isoniazide ou rifampicine ou moxifloxacine) entraînait la négativation des cultures des poumons de 70 à 100% des souris alors que les combinaison contenant le R207910 mais pas le pyrazinamide ne rendaient pas plus de 30% des souris négatives en culture. Lorsque le R207910 était combiné aux antituberculeux de première ligne, il permettait de réduire significativement la durée minimale du traitement guérissant les souris et prévenant les rechutes. En effet, la quadruple combinaison R207910, isoniazide, rifampicine et pyrazinamide avait, en 4 mois, une activité équivalente à celle du traitement de référence par isoniazide rifampicine et pyrazinamide en 6 mois. L’ajout du R207910 aux régimes thérapeutiques administrés une fois par semaine, et comprenant la rifapentine et le pyrazinamide, permettait en 2 mois seulement de rendre négatifs en culture les organes de 9 souris sur 10. Une telle activité n’avait jamais été obtenu avec aucun traitement intermittent et s’avérait même être supérieure à celle du traitement quotidien de référence (isoniazide, rifampicine et pyrazinamide). Conclusion: dans le modèle murin de tuberculose, R207910 est actif dans les deux phases de traitement. Quatre mois de traitement avec certaines combinaisons contenant le R207910 étaient aussi efficaces que 6 mois de traitement standard.

Rationale: tuberculosis is the second-ranked infectious disease leading to mortality after AIDS. There are 9. 2 million people develop new disease yearly, and 1. 7 million died from TB in 2006. The efficacy of TB treatment is limited by its length, complexity (4 drugs for 6 months) and by drug resistant tuberculosis. New drugs that are more active than those available today, and that allow shortening of the treatment duration are being developed. R207910 belongs to a new family of antituberculosis drug, the diarylquinolines, inhibiting ATP synthase. Objectives: we evaluated the bactericidal and sterilizing activity of R207910 alone and included in drug combinations. Materials and Methods: Swiss mice were infected by intravenous route with M. Tuberculosis H37Rv. Treatment efficacy was assessed by colony forming units (CFU) counts in lungs and/or spleens at the end of treatment (bactericidal activity) or after 3 months of follow-up period without treatment (sterilizing activity). Results: R207910 at a dose of 25 mg/kg demonstrated bactericidal activity after 4 days. After 2 months of treatment, R207910 (25 mg/kg 5 days/week, 50 mg/kg 2 days/week, 100 mg/kg 1 day/week) decreased bacillary load by 5 log10 CFU, and was more active than the currently available antituberculous drugs. Thus, R207910 could be given once weekly with a bactericidal activity equivalent to daily treatment given that total weekly dose was the same. Due to the synergism between R207910 and pyrazinamide, 2 months of treatment with double or triple combinations R207910+pyrazinamide±isoniazid or rifampin or moxifloxacin led to lung culture negativity 70 to 100% of mice. On the other hand only 30% of lungs were culture negative among mice treated with regimens containing R207910 but not pyrazinamide. When R207910 was combined with first line antituberculous drugs, the duration of treatment and relapse rate were reduced. The sterilizing activity of four drug combination containing R207910, isoniazid, rifampin and pyrazinamide was equivalent in 4 months to the sterilizing activity of isoniazid, rifampin and pyrazinamide in 6 months (6% vs 17% relapse rate). We also demonstrated that, when R207910 was combined with rifapentine and pyrazinamide, this combination given once weekly rendered 9 of 10 mice culture negative in only 2 month. Such activity was not obtained with any other intermittent regimen and was even superior to standard daily treatment (isoniazid, rifampin and pyrazinamide). Conclusion: in murine tuberculosis, R207910 demonstrated potent activity in both initial and continuation phase of treatment. Four months of treatment of certain combinations containing R207910 are as active as 6 months of standard treatment.