Colistine

La colistine est un antibiotique polypeptidique de la famille des polymyxines, du groupe des polymyxines E.

Colistine
Colistine
Identification
Nom UICPA N-(4-amino-1-(1-(4-amino-1-oxo-1-(3,12,23-tris(2-aminoéthyl)- 20-(1-hydroxyéthyl)-6,9-diisobutyl-2,5,8,11,14,19,22-heptaoxo- 1,4,7,10,13,18-hexaazacyclotricosan-15-ylamino)butan-2-ylamino)- 3-hydroxybutan-2-ylamino)-1-oxobutan-2-yl)-N,5-diméthylheptanamide
No CAS 1264-72-8
No ECHA 100.012.644
Code ATC A07AA10
DrugBank DB00803
PubChem 5311054
SMILES
InChI
Propriétés chimiques
Formule C52H98N16O13  [Isomères]
Masse molaire[1] 1 155,433 9 ± 0,055 6 g/mol
C 54,05 %, H 8,55 %, N 19,4 %, O 18 %,
Données pharmacocinétiques
Liaison protéique 50 %
Métabolisme rénal et extra-rénal
Considérations thérapeutiques
Classe thérapeutique Antibiotique cyclopolypeptidique produit par Bacillus colistinus (Aerobacillus colistinus) isolé du sol.
Voie d’administration oral, IV, intrathécal, topique
Grossesse Strict respect des indications thérapeutiques
Antidote Aucun
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Elle est produite par certaines souches de Bacillus polymyxa var. colistinus. La colistine est un antibiotique ancien découvert en 1950 par des chercheurs japonais mais qui a ensuite été de moins en moins utilisé dans l'espèce humaine du fait de sa néphrotoxicité, tout en continuant à avoir un usage vétérinaire et en restant chez l'humain un médicament de dernier recours face à des germes multirésistants aux antibiotiques tels que Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae et Acinetobacter notamment Acinetobacter baumannii.

Elle est parfois commercialisée sous la forme de colistiméthate sodique et associée à la bacitracine et à de l'hydrocortisone dans des collyres.

Face à l'apparition d'antibiorésistances, notamment chez les Entérobactéries multi-résistantes possédant une New Delhi métallo-bêta-lactamase, et à la suite de la découverte d'un nouveau mécanisme de résistance, l'Agence européenne des médicaments (EMA), assistée par l'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA), a mis à jour en 2016 un avis scientifique sur l'utilisation de l’antibiotique colistine chez les animaux. Elle recommande de cesser tout usage vétérinaire de ce médicament, hormis pour traiter « des états cliniques pour lesquels il n'existe pas d'autre traitement efficace ». Cette nouvelle forme d'antibiorésistance est liée au gène MCR-1] et elle est capable de se propager rapidement[2].

Historique

La molécule a été découverte en 1950 par des chercheurs japonais[3], qui l'ont isolée de certaines souches de Bacillus polymyxa var. colistinus, qui la produisent naturellement.

Mode d'action

La colistine est polycationique et à la fois hydrophile et lipophile. Ces sites polycationiques interagissent avec les groupes phosphates des lipopolysaccharides de structure de la membrane bactérienne ce qui augmente la perméabilité membranaire et provoque la fuite du contenu intracellulaire d'où la mort de la bactérie[4].

Pharmacocinétique

Le colistiméthate sodique n'est pas absorbé par le tractus gastro-intestinal après administration orale. Pour des infections systémiques, la colimycine doit donc être administrée par voie intraveineuse. Après une injection intraveineuse, 60 à 70 % du colistiméthate sodique sont éliminés par le rein sous forme inchangée, le reste étant hydrolysé en colistine base et en dérivés sulfométhylés selon des mécanismes qui sont toujours mal connus[5],[6].

La colistine base est liée à 50 % aux protéines. Elle ne diffuse pas dans le liquide céphalorachidien et passe difficilement les barrières oculaires, synoviales, fœtoplacentaire et pleurales. Il n'existe pas d'élimination biliaire.

Formes

Il existe deux formes de colistine dans le commerce : le sulfate de colistine et le colistiméthate sodique (méthanesulfonate de colistine sodique, sulfométhate de colistine sodique).

  • Le sulfate de colistine est cationique et le colistiméthate sodique est anionique.
  • Le sulfate de colistine est stable mais le colistiméthate sodique est facilement hydrolysé en une variété de dérivés sulfométhylés (32 dérivés potentiels connus)[7].
  • Le sulfate de colistine et le colistiméthate sodique sont éliminés de façon différente par l’organisme.
  • En ce qui concerne Pseudomonas aeruginosa, le colistiméthate sodique est la prodrogue inactive de la colistine. Les 2 composés ne sont pas interchangeables.

Le colistiméthate sodique peut être utilisé pour traiter des infections à Pseudomonas aeruginosa chez des patients atteints de mucoviscidose et récemment pour traiter des infections à Acinetobacter multirésistants bien que des formes résistantes à la colistine aient été découvertes[8],[9]

Le sulfate de colistine peut être utilisé pour traiter des infections du tractus digestif ou supprimer la flore intestinale. Il est aussi utilisé sous forme de topique en crème, poudre et collyres.
Quelques études ont montré que la colistine était indiquée dans le traitement d'infection à Acinetobacter baumannii résistant à la carbapénème[9].

Indications

Les indications de la colistine sont[10] :

sous forme de comprimés
  • diarrhée aiguë d'origine bactérienne,
  • décontamination intestinale sélective lors des aplasies médullaires ;
en injection
  • les infections à germes sensibles :
    • infections rénales,
    • infections urogénitales,
    • infections septicémiques,
    • infections méningées ;
  • en pansements locaux en dermatologie :
    • surinfections d'ulcères de jambe,
    • surinfections des brûlures et des plaies superficielles ;
en inhalation
  • infections bactériennes chez les patients atteints de mucoviscidose, notamment :
    • traitement précoce de la primo-colonisation à Pseudomonas aeruginosa en relais d'une cure d'antibiotiques administrés par voie intraveineuse,
    • traitement des infections pulmonaires chroniques dues à Pseudomonas aeruginosa.

Le colistiméthate sodique a aussi été administré en injections intrathécales et intraventriculaires dans le cas de méningites dues à Acinetobacter baumannii et à Pseudomonas aeruginosa[11],[12],[13],[14].

Résistances

La résistance à la colistine est rare mais bien décrite[15].

Espèces habituellement sensibles
Espèces inconstamment sensibles
Espèces naturellement résistantes

Face à l'apparition d'antibiorésistances, dont chez les Entérobactéries multirésistantes possédant une New Delhi métallo-bêta-lactamase, et à la suite de la découverte récente d'un nouveau mécanisme de résistance à la colistine dans les bactéries (ex : E. coli et Salmonella enterica dans des aliments et chez des animaux producteurs de denrées alimentaires), l'Agence européenne des médicaments (EMA), assistée par l'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA), a mis à jour[16] en 2016 un avis scientifique datant de 2013 sur l'utilisation de l’antibiotique colistine chez les animaux. Elle recommande maintenant de cesser tout usage vétérinaire de ce médicament, hormis pour traiter des états cliniques pour lesquels il n'existe pas d'autre traitement efficace. Cette nouvelle forme d'antibiorésistance est liée au gène mcr-1 et elle est potentiellement capable de se propager rapidement[17].

Effets indésirables

Notes et références
  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. (en) Ruobing Wang, Lucy van Dorp, Liam P. Shaw et Phelim Bradley, « The global distribution and spread of the mobilized colistin resistance gene mcr-1 », Nature Communications, vol. 9, no 1,‎ (ISSN 2041-1723, DOI 10.1038/s41467-018-03205-z, lire en ligne, consulté le )
  3. (en) (en) Kumazawa J, Yagisawa M, « The history of antibiotics: the Japanese story », Journal of infection and chemotherapy, vol. 8, no 2,‎ , p. 125-133 (PMID 12111564, lire en ligne [html], consulté le )
  4. (en) Ninell P. Mortensen, Jason D. Fowlkes, Claretta J. Sullivan, David P. Allison, Niels B. Larsen, Søren Molin and Mitchel J., « Effects of Colistin on Surface Ultrastructure and Nanomechanics of Pseudomonas aeruginosa Cells », Langmuir, Washington, DC, American Chemical Society, vol. 25, no 6,‎ , p. 3728–3733 (ISSN 0743-7463, 1520-5827 et 0743-7463, PMID 19227989, DOI 10.1021/la803898g, résumé)
  5. Li J, Milne RW, Nation RL, et al., « Pharmacokinetics of colistin methanesulphonate and colistin in rats following an intravenous dose of colistin methanesulphonate », J Antimicrob Chemother., vol. 53, no 5,‎ , p. 837–40 (PMID 15044428, DOI 10.1093/jac/dkh167)
  6. Li J, Milne RW, Nation RL, et al., « Use of High-Performance Liquid Chromatography To Study the Pharmacokinetics of Colistin Sulfate in Rats following Intravenous Administration », Antimicrob Agents Chemother, vol. 47, no 5,‎ , p. 1766–70 (PMID 12709357, PMCID 153303, DOI 10.1128/AAC.47.5.1766-1770.2003)
  7. (en) Li J., « Difficulty in assaying colistin methanesulphonate », Clinical microbiology and infection, vol. 11, no 9,‎ , p. 773-774 (PMID 16104997, lire en ligne [html], consulté le )
  8. Reis AO, Luz DAM, Tognim MCB, Sader HS, and Gales AC, « Polymyxin-Resistant Acinetobacter spp. Isolates: What Is Next? », Emerg Infect Dis, vol. 9,‎ , p. 1025–7
  9. (en) Towner K J, Acinetobacter Molecular Biology, Caister Academic Press, (ISBN 978-0-306-43902-5 et 0-306-43902-6, lire en ligne), « Molecular Basis of Antibiotic Resistance in Acinetobacter spp. »
  10. [PDF]Haute Autorité de santé, « Avis sur les Médicaments : Colimycine », (consulté le )
  11. Benifla M, Zucker G, Cohen S and Alkan M, « Successful treatment of Acinetobacter meningitis with intrathecal polymyxin », J Antimicrobial Chemotherapy, vol. 54, no 1,‎ , p. 290–293 (PMID 15190037, DOI 10.1093/jac/dkh289)
  12. Yagmur et al., et F Esen, « Intrathecal colistin for treatment of Pseudomonas aeruginosa ventriculitis: report of a case with successful outcome », Critical Care, vol. 10, no 6,‎ , p. 428 (PMID 17214907, PMCID 1794456, DOI 10.1186/cc5088)
  13. Motaouakkil et al.,, B Charra, A Hachimi, H Nejmi, A Benslama, N Elmdaghri, H Belabbes et M Benbachir, « Colistin and rifampicin in the treatment of nosocomial infections from multiresistant Acinetobacter baumannii », Journal of Infection, vol. 53, no 4,‎ , p. 274–278 (PMID 16442632, DOI 10.1016/j.jinf.2005.11.019)
  14. Karakitsos et al.,, E Paramythiotou, G Samonis et A Karabinis, « Is intraventricular colistin an effective and safe treatment for post-surgical ventriculitis in the intensive care unit? », Acta Anaesthesiol Scand., vol. 50, no 10,‎ , p. 1309–1310 (PMID 17067336, DOI 10.1111/j.1399-6576.2006.01126.x)
  15. J. Euzéby, « Résistances naturelles aux antibiotiques des principales espèces bactériennes d’intérêt médical », Abrégé de Bactériologie Générale et Médicale à l'usage des étudiants de l'Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse, (consulté le )
  16. EMA (2016) Countries should reduce use of colistin in animals to decrease the risk of antimicrobial resistance – European Medicines Agency
  17. EMA 2016 L’EMA préconise de réduire l'utilisation de colistine chez les animaux, 27 juillet 2016
  18. (en) Falagas ME, Fragoulis KN, Kasiakou SK, Sermaidis GJ, Michalopoulos A, « Nephrotoxicity of intravenous colistin: a prospective evaluation », International journal of antimicrobial agents, vol. 26, no 6,‎ , p. 504-507 (PMID 16280245, lire en ligne [html], consulté le )
  19. (en) Spapen H, Jacobs R, Van Gorp V, Troubleyn J, Honoré PM, « Renal and neurological side effects of colistin in critically ill patients », Annals of intensive care, vol. 1, no 1,‎ , p. 14 (PMID 21906345, lire en ligne [htlm], consulté le )
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