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L'utilisation de TEP et de tomodensitométrie peut aider à développer un traitement antituberculeux plus court – Actualite-sante

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Les experts estiment que la tuberculose, ou TB, est un fléau pour l'homme depuis environ 15 000 ans, avec la première documentation médicale de la maladie provenant d'Inde vers 1000 av. Aujourd'hui, l'Organisation mondiale de la santé signale que la tuberculose est toujours la principale cause de décès dans le monde à cause d'un seul agent infectieux, responsable d'environ 1,5 million de décès par an. Le traitement primaire de la tuberculose au cours des 50 dernières années est resté inchangé et oblige toujours les patients à prendre plusieurs médicaments par jour pendant au moins six mois. Le succès du traitement avec ces médicaments antituberculeux – pris par voie orale ou injecté dans la circulation sanguine – dépend des médicaments «trouvant leur chemin» dans des poches de bactéries tuberculeuses enfouies profondément dans les poumons.

Maintenant, des chercheurs de Johns Hopkins Medicine and quatre institutions médicales collaboratrices ont mis au point ce qu'elles considèrent comme un nouveau moyen d'améliorer la façon de traiter la tuberculose. Leur système adapte deux technologies d'imagerie largement utilisées pour suivre plus précisément, au fil du temps, si un médicament antituberculeux atteint réellement les zones où les bactéries sont imbriquées.

Le nouvel outil d'imagerie intègre la tomographie par émission de positrons et la tomodensitométrie – communément connues comme TEP et tomodensitométrie – pour mesurer de manière non invasive l'efficacité de la rifampicine, un médicament anti-TB clé. Les chercheurs décrivent un essai utilisant cet outil chez des patients TB dans un article publié le 17 février 2020 dans la revue Nature Medicine .

"Alors que la plupart des patients TB sont traités avec succès avec des schémas thérapeutiques qui incluent la rifampicine , il faut encore au moins un cours de six mois pour guérir la maladie ", explique Sanjay Jain, MD, auteur principal du document; professeur de pédiatrie, de radiologie et de sciences radiologiques à l'École de médecine de l'Université Johns Hopkins; et professeur de santé internationale à la Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health. "Nous avons maintenant la preuve que l'imagerie des poumons avec des examens TEP et CT peut aider les chercheurs et les médecins à mieux déterminer la quantité de rifampicine atteignant les bactéries au fil du temps, puis utiliser les données pour orienter les décisions pour des mesures de lutte contre la tuberculose plus rapides et plus efficaces telles que des doses plus élevées du médicament. "

Un problème de traitement grave pour les patients est que les agents infectieux de la tuberculose, appelés Mycobacterium tuberculosis, se protègent en agissant comme une taupe microbienne, creusant des cavités refuges dans les poumons. Les cavités sont sculptées par la même activité de destruction des cellules que la bactérie TB utilise pour produire la pneumonie et ses lésions pulmonaires caractéristiques (communément appelées "taches sur les poumons" lorsqu'elles sont vues sur les tomodensitogrammes). Parce que le processus détruit également les vaisseaux sanguins et accumule du tissu cicatriciel dans la zone entourant une cavité, il peut être difficile pour les médicaments antituberculeux voyageant dans la circulation sanguine d'atteindre les microbes nichés à l'intérieur.

"Jusqu'à présent, la seule façon nous savons que la rifampicine n'atteint parfois pas les bactéries à l'intérieur des cavités en examinant des parties de poumons réséquées chirurgicalement chez des patients pour lesquels un traitement anti-TB standard a échoué », explique Alvaro Ordonez, MD, associé de recherche en pédiatrie chez Johns Hopkins Medicine. et auteur principal du document Nature Medicine . En plus d'être invasives et difficiles pour le patient, ces évaluations ont deux défauts majeurs.

"Selon les lésions pulmonaires ou les cavités qui sont réséquées, on peut voir des niveaux de rifampicine suffisamment adéquats pour tuer les insectes tuberculeux", explique-t-il. "Mais réséquer une zone différente du poumon où le médicament n'a pas pu atteindre les lésions et les cavités et vous obtiendrez un résultat très différent. Plus important encore, l'efficacité globale du traitement ne peut pas être correctement mesurée puisque les résections sont prises à des moments uniques et ne proviennent pas de tous les endroits où il pourrait y avoir une infection. "

Travaillant avec des animaux au cours de la dernière décennie, Jain et ses collègues ont développé une technique d'imagerie non invasive appelée TEP / CT dynamique à 11C-rifampine pour ouvrir une fenêtre plus claire sur la bataille précédemment cachée qui a lieu entre le microbe et la médecine dans les poumons. La version à marquage isotopique de la rifampicine, la rifampicine 11C, émet une particule chargée – appelée positron – qui permet de détecter et de suivre le médicament par TEP

Dans des études publiées en 2015 et 2018, Jain et d'autres ont démontré d'abord chez des souris atteintes de tuberculose pulmonaire, puis chez des lapins atteints de méningite tuberculeuse, que la TEP / CT dynamique à la 11C-rifampicine pouvait suivre avec succès le mouvement du médicament marqué dans les lésions et les cavités, à la fois dans les poumons et le cerveau. Dans les deux cas, les données ont révélé que la pénétration de la rifampicine 11C dans les poches de TB était constamment faible et pouvait changer sur une période de quelques semaines.

Pour le plus récent essai, les chercheurs ont examiné pour la première fois comment ainsi, l'outil dynamique TEP / CT 11C-rifampine a surveillé les niveaux de rifampicine administrés à 12 patients humains atteints de tuberculose pulmonaire. Les participants ont d'abord reçu une microdose injectée de rifampicine 11C qui a été suivie par TEP pour déterminer la concentration du médicament au fil du temps dans les lésions infectées par la tuberculose dans les poumons et d'autres zones du corps (sections non infectées des poumons, du cerveau, du foie et du sang

Suite à cette imagerie, les patients ont reçu de la rifampicine non étiquetée par voie intraveineuse à la dose recommandée. Du sang a été prélevé sur les patients à différents moments et les niveaux de rifampicine ont été mesurés par spectrométrie de masse. Cela a montré que la quantité de microdose de 11C-rifampicine pouvait représenter avec précision le comportement de la posologie clinique traditionnelle.

Les données de TEP ont révélé que la quantité d'absorption de 11C-rifampicine était la plus faible dans les parois des lésions pulmonaires causées par la tuberculose

"C'est une révélation car les lésions et les cavités sont les sites connus pour avoir les plus grandes populations de bactéries chez les patients tuberculeux", explique Ordonez. "Par conséquent, la rifampicine ne parvient pas là où nous en avons le plus besoin."

Les chercheurs ont utilisé les résultats sur les concentrations de médicaments aux sites d'infection pour prédire comment l'augmentation de la dose de rifampicine pourrait raccourcir le temps de traitement pour les patients tuberculeux. Ce travail – réalisé en collaboration avec des équipes de l'Université de Maryland School of Pharmacy, dirigé par Vijay Ivaturi, Ph.D., et le Texas Tech University Health Sciences Center, dirigé par Tawanda Gumbo, MD – suggère que l'augmentation de la dose de la rifampicine à des niveaux plus élevés, mais tolérés en toute sécurité, pourrait réduire le traitement de la plupart des patients tuberculeux de six à quatre mois.

"Cela aurait un impact dramatique sur la lutte mondiale contre la tuberculose", dit Jain.

les chercheurs disent que d'autres essais sur l'homme sont nécessaires pour valider les résultats prometteurs de cette étude et peut-être élargir l'utilisation de la technique PET-CT au-delà des médicaments antituberculeux. Par exemple, des études similaires sont menées auprès de patients qui ont des infections dues à Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline, ou SARM, qui est souvent traité avec un traitement à long terme par la rifampicine.

"Nous espérons que l'outil permettra un jour les cliniciens pour déterminer les doses les plus efficaces de médicaments spécifiques chez des patients spécifiques, afin d'optimiser davantage le traitement des maladies infectieuses ", explique Jain.

Le financement de l'étude a été assuré par des subventions du National Heart, Lung and Blood Institute ( R01-HL131829), le National Institute of Allergy and Infectious Diseases (R56-AI145435) et le National Institutes of Health Director's Transformative Research Award (R01-EB020539).

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