Optimisation des modalités thérapeutiques de l'infection à CMV en post-transplantation de moelle osseuse pédiatrique par l'étude in vitro des relations PK/PD de l'efficacité antivirale et de la toxicité cellulaire du Ganciclovir

Therapeutic optimization of CMV infection after bone marrow transplantation: In vitro PK/PD study of ganciclovir antiviral efficacy and cell toxicity

• Auteur / Autrice : Audrey Janoly-Dumenil
• Direction : Nathalie Bleyzac
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pharmacologie
• Date : Soutenance le 13/11/2008
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Ecole(s) doctorale(s) : BioSE
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Mise en forme et évaluation de matériaux d'intérêt thérapeutique et biologique
• Jury : Président / Présidente : Claude Vigneron
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claude Vigneron, Nathalie Bleyzac, Marie-Claude Saux, Michel Brazier, Gilles Aulagner
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Claude Saux, Michel Brazier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ganciclovir

Ganciclovir

Moelle osseuse

Transplantation (chirurgie) en pédiatrie

Infections à cytomégalovirus

Mots clés libres

Cellules lymphoblastoïdes

Résumé

L’infection par le cytomégalovirus (CMV) constitue une des complications majeures de la transplantation de moelle osseuse pédiatrique. Le ganciclovir (GCV) reste aujourd’hui le traitement de choix mais sa toxicité sur les cellules sanguines rend son utilisation délicate. L’objectif de l’étude était d’évaluer in vitro des schémas posologiques plus courts et plus intenses que ceux utilisés actuellement in vivo (traitements de 14 jours au minimum avec concentrations minimales plasmatiques cibles de 1-2 mg/L) en terme d’efficacité et de toxicité. L’influence de l’intensité (1 à 20 mg/L) et de la durée d’exposition (1 à 14 jours) sur l’activité antivirale et la toxicité a été étudiée à partir d’un modèle de culture de cellules lymphoblastoïdes, infectées ou non par le CMV. Une relation concentration/toxicité (numération cellulaire) a été mise en évidence pour des durées d’exposition supérieures à 2 jours. Cette toxicité semble liée à la formation de GCV triphosphate (métabolite actif), détecté par méthode chromatographique couplée à la spectrométrie de masse. Des expositions de 1 à 2 jours ont paru aussi efficaces (mesure de la charge virale) que des expositions plus longues pour des concentrations de 5 à 20 mg/L. Ces résultats montrent pour la première fois l’influence majeure de la durée d’exposition sur la toxicité cellulaire in vitro et incitent à limiter la durée des traitements. L’intégration des données dans un modèle mathématique permettra de déterminer un schéma thérapeutique optimal, à tester chez l’enfant dans le cadre d’un essai clinique. Il devrait permettre d’améliorer la prise en charge des infections à CMV chez l’enfant immunodéprimé.

Human cytomegalovirus infection is still a major complication after pediatric bone marrow transplantation and can be fatal in some cases. Ganciclovir (GCV) remains the standard treatment after pediatric bone marrow transplantation even though it has a high toxicity on hematological cells. The aim of the current in vitro study was to evaluate therapeutic schedules shorter but more intensive than those actually used in vivo (14 days with target through plasma concentrations between 1 and 2 mg/mL). The impact of the intensity (1 to 20 mg/L) and duration (1 to 14 days) of GCV exposure on toxicity and effectiveness has been studied based on lymphoblastoid cell culture; infected or not with CMV. A correlation between the dose of GCV exposure and toxicity (cell counting) was found when duration of exposure exceeds 2 days. Toxicity was due to metabolism of GCV as GCV triphosphate (detection by chromatographic method coupled with mass spectrometry). Shorter durations of exposure (1 and 2 days) seemed to be as effective (viral load measurement) as longer duration of exposure for GCV concentrations between 5 and 20 mg/L. This study demonstrates for the first time that GCV exhibits a duration-dependent toxicity on hematopoietic derived cells when in vivo doses of the drug are used. They show the interest to limit the duration of treatment. Results will be integrated in a mathematical model to determine the optimal therapeutic schedule. This new regimen will be tested in a paediatric clinical trial. It should improve CMV infection treatment in immune-depressed paediatric patients.