MedMalInfect. 1993 ; 23, Special : 162 a 169

Bases experimentales du traitement de la toxoplasmose*

F. DEROUIN**, F. CHAU***, B. CAROFF***, S. ROMAND** et J.J. POCIDALO***

RESUME Differents a spec t s de la biologie de Toxoplasma gondii r e p r e s e n t e n t des cont ra in tes pour l 'evaluat ion des m e d i c a m e n t s dans la toxoplas-

mose : T. gondii es t un paras i te intra-cellulaire obligatoire qui se multiplie dans une vacuole paras i tophore ou un kyste; deux s t ades paras i ta i res ( tachyzoites et brady- zoites) sont p r e s e n t s au cours de l ' infect ion ; le p a r a s i t i s m e a t te in t d i f fe ren t s o rganes (cerveau, musc les stries, poumons pr incipalement) , a la phase aigu~ ou chronique de la maladie. Malgre ces specificit6s, des modeles exper imen taux ayant une cer ta ine valeur predict ive chez l ' homme ont et6 developp6s, in vitro et in vivo. Les e t u d e s / n vitro doivent obl igatoi rement &tre realis6es par cul ture cellulaire. Dif- f6rentes m e t h o d e s ont 6te p roposees pour quant i f ier la c ro issance paras i ta i re et de t e r mi ne r les concen t ra t ions inhibitr ices (CIso, CI90), et l 'effet pa ras i tos t a t ique ou parasi t ic ide des med icamen t s . In vivo, plusieurs mode les sont utilises pour rea- liser des infect ions aigu~s, sub-aigu~s ou chroniques . L 'evaluat ion de l 'efficacite t h e r a p e u t i q u e se fait hab i tue l l emen t par l ' e tude de la mor ta l i te ou par h is topatho- logie; plus r e c e m m e n t , u n e m e t h o d e de quant i f ica t ion des charges paras i ta i res dans les o rganes a et6 proposee , p e r m e t t a n t de mieux prec i se r le site d 'ac t ion des m e d i c a m e n t s ant i -parasi ta ires . Dans ce t te revue, nous p r e sen t e rons les diffe- r en tes activites, in vitro et in vivo, des pr inc ipaux m e d i c a m e n t s anti-T, gondii. Individuellement, aucun d ' en t re eux n ' es t t o t a l emen t efficace pour le t r a i t emen t de la toxoplasmose mais p lus ieurs associat ions m e d i c a m e n t e u s e s ont des act ivi tes syne rg iques r emarquab le s in vitro ou in vivo.

Mots -c l6 s : Toxoplasmose - T ra i t emen t - Modeles e x p e r i m e n t a u x - Toxoplasma gondii.

La recherche de m e d i c a m e n t s ayan t une acti- vite sur Toxoplasma gondii doit teni r compte de plus ieurs pa r a me t r e s complementa i re s .

* Communication present6e lors du Colloque Pharmuka sur "Le toxoplasme et sa pathologie", tenu a Paris le 19 mars 1993. ** Laboratoire de Parasitologie-Mycologie, H~pital Saint- Louis, 1 Avenue Claude Vellefaux - F-75475 Paris Cedex 10. *** INSERM U13, 190 Boulevard Mac Donald - F-75019 Paris.

LE METABOLISME DU PARASITE ET LES "CIBLES" PHARMACOLOGIQUES

Les voies m6tabo l iques chez T. gondii sont assez mal connues , mais ce r ta ines d ' en t re - e l les son t c o m m u n e s a p lu s i eu r s proto- zoaires; c ' es t le cas n o t a m m e n t de la voie de s y n t h e s e des fo l a t e s f a i s an t i n t e r v e n i r la dehydrop t6 roa t e s y n t h e t a s e et la dehydrofo- late r educ t a se (DHFR). Ces enzymes p e u v e n t ~tre inhibees par les su l famides et les inhibi- t eurs de la DHFR, d 'ou un blocage de la syn-

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t hose de l 'acide folique chez le parasi te; ce'Iui- ci ne p o u v a n t i n t e g r e r l ' ac ide fo l ique exo- gone , il en resu l te u n e ca rence en folates res- p o n s a b l e s e c o n d a i r e m e n t d ' a l t e ra t ions de la s y n t h e s e des b a s e pu r iques et de t roubles de d iv i s ion pa ra s i t a i r e . D ' au t r e s m e d i c a m e n t s ont e g a l e m e n t u n e act ion indirecte sur la syn- t h o s e des ac ides nuc le iques . La 5-fluoroura- ci le a u n e a c t i v i t e i nh ib i t r i c e in vitro su r T. gondii, mais son m e c a n i s m e d ' a c t i on n ' e s t pas e lucide : ce m e d i c a m e n t pour ra i t agir sur la s y n t h e s e de s d e s o x y r i b o n u c l e o t i d e s ma i s aussi , pa r s on metabo l i t e , sur la t hymid i l a t e s y n t h e t a s e . L ' h y d r o x y n a p h t h o q u i n o n e (Ato- v a q u o n e ) agi t i n d i r e c t e m e n t sur la s y n t h e s e p y r i m i d i q u e en b l o q u a n t la d e h y d r o - o r o t a t e d e s h y d r o g e n a s e .

La s y n t h e s e des p ro t e ines p e u t ~tre partiel le- m e n t i n h i b e e p a r les m a c r o l i d e s o u les cyclines. Ces d e u x familles m e d i c a m e n t e u s e s on t u n m e c a n i s m e d 'ac t ion p a r f a i t e m e n t b i en de f in i s u r les b a c t e r i e s , e n a g i s s a n t s u r l ' a s s emb lage p e p t i d i q u e au n iveau ribosomal. Ce m o d e d ' a c t i o n n ' e s t pas d e m o n t r e chez les p ro tozoa i res : les s t ruc tu re s r i bosoma le s s o n t d i f f e r e n t e s d e cel les d e s b a c t e r i e s et a u c u n e e t u d e n ' a p r o u v e la f ixa t ion de ces m e d i c a m e n t s sur les r i bosomes paras i ta i res .

LA BIOLOGIE CELLULAIRE DE T. GONDII

T. gondii es t u n p a r a s i t e intra-cel lulaire obli- gatoire . D 'un po in t de vue p h a r m a c o l o g i q u e , cela imp l ique que les m e d i c a m e n t s do iven t p e n 6 t r e r a l ' in te r ieur des cel lules p a r a s i t e e s pour exercer leur action. Ce fait expl ique t res p r o b a b l e m e n t q u e c e r t a i n s m e d i c a m e n t s ayan t u n e t res for te concen t r a t i on cytoplas- m i q u e ont u n e act ivi te ant i -parasi ta i re impor- t a n t e a lors q u e les t a u x s e r i q u e s r e s t e n t faibles : c ' e s t en par t icul ier le cas des macro- lides. La p e n e t r a t i o n intra-cellulaire n ' e s t pas le seul f ac teur ~k p r e n d r e en c o m p t e car, d a n s le cy top lasme , les pa ra s i t e s se mu l t ip l i en t l ' inter ieur d ' u n e vacuole pa ras i tophore entou- ree d ' u n e m e m b r a n e . A u c u n e e t u d e n ' a e te fa i te p o u r ver i f ier si des m e d i c a m e n t s pre- s en t s d a n s le c y t o p l a s m e l ' e ta ien t e g a l e m e n t d a n s le c o n t e n u de la vacuole pa ra s i t ophore .

D e u x f o r m e s p a r a s i t a i r e s , m o r p h o l o g i q u e - m e n t p r o c h e s ma i s de m e t a b o l i s m e d i f fe rent

son t p r e s e n t e s au cours de l ' infect ion. Pen- d a n t la p h a s e aigu~, la pr inc ipa le fo rme para- s i ta i re es t le t achyzo i te , d o n t la r ep l i ca t ion intracel lulaire d a n s la vacuole p a r a s i t o p h o r e e s t r a p i d e et e n t r a i n e la lyse d e la cel lule hate . La p h a s e chron ique se caracter ise par la format ion de kys tes con t enan t des paras i tes repl icat ion len te (bradyzoites) e n t o u r e s d ' u n e pa ro i k y s t i q u e e p a i s s e f o r m e e d ' e l 6 m e n t s paras i t a i res et de la m e m b r a n e de la cellule ha te . Ces d e u x po in t s on t de s c o n s e q u e n c e s d i rec tes sur les ac t iv i tes m e d i c a m e n t e u s e s : (1) la paroi k y s t i q u e p e u t c o n s t i t u e r u n e bar- r ie re i n f r a n c h i s s a b l e p o u r c e r t a i n e s mole- cules; (2) le fait que le m e t a b o l i s m e des bra- dyzo i t e s soi t b e a u c o u p p lu s l en t q u e celui de s t a c h y z o i t e s l imi te i n d i r e c t e m e n t l 'effet de m e d i c a m e n t s actifs sur le m e t a b o l i s m e ou la d iv is ion paras i ta i re .

LA VARIABILITE PARASITAIRE

Les d i f f e r e n c e s p h e n o t y p i q u e s ou g e n o t y - p i q u e s des s o u c h e s de t o x o p l a s m e son t ega- l e m e n t a c o n s i d e r e r . Des d o n n e e s exper i - m e n t a l e s c h e z la sou r i s p e r m e t t e n t de s epa re r les s o u c h e s d i tes "v i ru l en te s" (rapi- d e m e n t le ta les chez la souris), d e s s o u c h e s p e u ou pas v i ru len tes , p r o d u i s a n t de s infec- t ions ch ron iques chez l 'animal. Ce t t e classifi- ca t ion t res s o m m a i r e devra i t se p rec i se r pro- c h a i n e m e n t , car des m e t h o d e s d ' a n a l y s e des i soenzymes et du g e n o m e paras i ta i re ont per- mis r e c e m m e n t de d i f ferencier des s o u c h e s de t o x o p l a s m e e n f o n c t i o n de l eu r p rove - n a n c e g e o g r a p h i q u e ou de l eu r p o u v o i r p a t h o g e n e e x p e r i m e n t a l . D ' i m p o r t a n t e s r e t o m b e e s de ces r e c h e r c h e s son t a t t e n d u e s sur le t r a i t e m e n t de la t o x o p l a s m o s e en fonc- t ion des s o u c h e s i so lees chez les pa t i en t s , et sur la mise en e v i d e n c e d ' e v e n t u e l l e s resis- t a n c e s aux t r a i t e m e n t s .

LES SITES DE L'INFECTION TOXOPLASMIQUE

T. gondii p e u t infec ter de n o m b r e u x organes , au cou r s de la p r i m o - i n f e c t i o n et d a n s les f o r m e s g r a v e s o b s e r v e e s chez les m a l a d e s i m m u n o d e p r i m 6 s . Les c o n s e q u e n c e s phar- m a c o l o g i q u e s s o n t ev iden t e s , d ' a u t a n t p lus que cer ta ins t i s sus in fec t ees son t p e u acces-

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s ibles a de n o m b r e u x m e d i c a m e n t s . La loca- l i s a t i on c e r e b r a l e e s t la p l u s i m p o r t a n t e c o n s i d e r e r , car c ' e s t u n l ieu p r iv i l eg i6 d ' e n k y s t e m e n t d e s p a r a s i t e s , e t p r o b a b l e - m e n t le pr incipal si te de reac t iva t ion chez les su je ts i m m u n o d e p r i m e s . La t o x o p l a s m o s e es t u n e p a r a s i t o s e t i s su l a i r e , e t c ' e s t d o n c la p e n e t r a t i o n dans le t i s su cerebral et non dans le l iqu ide c e p h a l o r a c h i d i e n qu ' i l f au t a v a n t t ou t cons ide re r d ' u n po in t de vue p h a r m a c o - c ine t ique . L'oeil e s t e g a l e m e n t u n e localisa- t ion f r e q u e n t e de la t o x o p l a s m o s e et la pene- t r a t i on in t ra -ocula i re de n o m b r e u x med ica - m e n t s r e s t e faible.

Les au t res localisat ions (poumons , coeur, foie) s e m b l e n t mo ins f r equen te s , l imi tees aux cas de t oxop la smose d i s seminee . Cependan t , des d o n n e e s e x p e r i m e n t a l e s et c l in iques s u g g e - r en t q u e le p o u m o n pour ra i t 6tre u n o r g a n e a t t e i n t t r e s p r e c o c e m m e n t au c o u r s d e s p r i m o - i n f e c t i o n s , j u s t i f i a n t p e u t - e t r e d a n s ce cas l ' u t i l i s a t i on d e m e d i c a m e n t s a y a n t

la fois u n e b o n n e d i f fus ion et u n e concen- t r a t ion p u l m o n a i r e impor t an t e . Enfin, l 'exis- t e n c e d ' u n e p a r a s i t e m i e chez de s m a l a d e s i m m u n o d e p r i m e s doit e g a l e m e n t ~tre consi- d e r e e : le t r a i t e m e n t de ces fo rmes sep t ice- m i q u e s pour ra i t n e c e s s i t e r l ' emplo i de medi - c a m e n t s p r o d u i s a n t d e s t a u x s e r i q u e s paras i t i c ides .

L'IMMUNITE ANTI-PARASITAIRE

L ' i m m u n i t e ce l lu la i re j o u e u n r~le m a j e u r d a n s la t oxop la smose , p e r m e t t a n t de contre- ler la d i s s e m i n a t i o n p a r a s i t a i r e au c o u r s d ' u n e p r i m o - i n f e c t i o n , e t p r e v e n a n t t o u t e r e c o n t a m i n a t i o n u l ter ieure . Les reac t iva t ions o b s e r v e e s chez les pa t i en t s i m m u n o d e p r i m e s son t d i r e c t e m e n t l iees a u n deficit p ro fond de l ' i m m u n i t e cellulaire, mais on ne conna i t pas c o m p l e t e m e n t les m e c a n i s m e s i m m u n o l o - g i q u e s qu i f a v o r i s e n t ou d e c l e n c h e n t ces reac t iva t ions . C o m p t e t e n u de l 'e t roi te inter- a c t i o n i m m u n i t e - p a t h o g e n i c i t e e t d u re le i m p o r t a n t de c e r t a i n e s c y t o k i n e s ( d o n t I'IFNT), il es t concevab le d ' e n v i s a g e r p o u r la t oxop l a s mose , c o m m e pour la l e i shman iose , u n e i m m u n o t h e r a p i e p r e v e n t i v e ou comple- m e n t a i r e de la c h i m i o t h e r a p i e d a n s le t rai te- m e n t de s fo rmes graves .

LES METHODES D'EVALUATION DES MEDICAMENTS ANTI TOXOPLASME

La m i s e e n e v i d e n c e d ' u n ef fe t an t i - toxo- p l a s m e p e u t ~tre e f f ec tuee in vitro et in vivo en s ' a idan t de m o d e l e s p lus ou mo ins com- plexes .

In vitro, l ' e t u d e de m e d i c a m e n t s ne p e u t etre faite que sur cu l ture cellulaire car T. gon- dii est u n pa ras i t e intra-cel lulaire obligatoire . Ces c u l t u r e s s o n t di f f ic i les a r ea l i se r avec tou te s les souches , d ' ou l ' impossibil i te d 'obte- nir, c o m m e en bac ter io logie , des d e t e r m i n a - t ions de CMI sur u n n o m b r e i m p o r t a n t d ' iso- lats. En p r a t i que , u n e ou d e u x s o u c h e s de r e fe rence son t u t i l i sees , don t les caracter is- t i q u e s d e c r o i s s a n c e s o n t b i e n c o n n u e s . L 'evaluat ion de la c ro i s sance paras i ta i re p e u t ~tre fai te soit pa r c o m p t a g e ind iv idue l de s paras i tes , soit par la m e s u r e de l ' incorpora- t i on p a r a s i t a i r e de r a d i o - e l e m e n t s ou p a r i m m u n o e n z y m o l o g i e . De n o m b r e u s e s varian- t e s e x i s t e n t su r les m o d a l i t e s de c u l t u r e (duree , inocu lum. . . ) , e x p l i q u a n t en g r a n d e par t ie la d i spar i t e d e s resu l t a t s en t re les dif- f e r e n t s i n v e s t i g a t e u r s . M a l g r e ces diffe- r e n c e s , il e s t p o s s i b l e de d i f f e r e n c i e r les m e d i c a m e n t s pa ras i t i c ides , p r o v o q u a n t de s a l te ra t ions i r revers ib les d u pa ra s i t e (inhibi- t eu r s de la DHFR pa r exemple) , des medica - m e n t s p a r a s i t o s t a t i q u e s d o n t l ' ac t iv i t e n e p e u t ~tre mise en e v i d e n c e que par des incu- ba t ions p r o l o n g e e s d u m e d i c a m e n t avec les cu l tu res p a r a s i t e e s (macrolides) . Plus r ecem- ment , cer ta ins e n z y m e s clefs du m e t a b o l i s m e du t o x o p l a s m e ont e te isoles, n o t a m m e n t la DHFR et la DHPS p e r m e t t a n t une e t u d e mole- cu la i r e d u p o u v o i r i n h i b i t e u r d e s m e d i c a - men t s .

In vivo, il n ' e x i s t e a c t u e l l e m e n t a u c u n m o d e l e t o t a l e m e n t sa t i s fa i san t , que ce soi t pou r la t o x o p l a s m o s e gangl ionna i re , conge- n i ta le ou cerebra le . Le m o d e l e le p lus classi- q u e m e n t u t i l i s e e s t ce lu i d ' u n e i n f e c t i o n aigu~, r a p i d e m e n t morte l le , indu i t e pa r u n e s o u c h e de h a u t e v i ru lence . L ' eva lua t ion de l 'efficacite des m e d i c a m e n t s p e u t se faire par

t

l ' e t ude des cou rbes de mortal i te , l ' e t ude his- t o p a t h o l o g i q u e des t i s sus infectes, ou par le t i t r age des pa r a s i t e s d a n s dif ferents o r g a n e s et dans le s a n g ( m e t h o d e ana logue a celle du t i t r a g e d e s CFU u t i l i s e e en bac te r io log ie ) .

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Cet te de rn ie re app roche a permis n o t a m m e n t de b ien ca rac te r i se r le m o d e d ' ac t ion elect if de cer ta ins m e d i c a m e n t s sur cer ta ins o rganes (macro l ides sur le p a r a s i t i s m e pu lmona i re ) . L'ut i l isat ion de s o u c h e s de m o i n d r e v i ru lence p e r m e t d ' o b t e n i r u n e infec t ion p lus p rogres - s ive a v e c u n e a t t e i n t e c e r e b r a l e p r e d o m i - n a n t e . Ces m o d e l e s s o n t d ' u t i l i s a t i o n t r e s del icate : ils r equ i e r en t u n p re - t r a i t emen t des souris p e n d a n t la p h a s e aigu~ pour e m p e c h e r u n e m o r t a l i t e i m p o r t a n t e e t n e p r o d u i s e n t pa s de l es ions foca l i sees r e e l l e m e n t compa- rab les a cel les qu i son t o b s e r v e e s d a n s les e n c e p h a l i t e s t o x o p l a s m i q u e s . La s e u l e m e t h o d e p e r m e t t a n t , d a n s u n ce r t a in sens , d ' a p p r o c h e r la p a t h o l o g i e de l ' e n c e p h a l i t e t o x o p l a s m i q u e cons i s t e a real iser u n e infec- t ion in t r a -ce reb ra l e par in jec t ion d i r ec t e de t achyzo i t e s d a n s le t i s su cerebral . Ce m o d e l e t res del icat n ' a pa s e te l a r g e m e n t e t e n d u aux e t u d e s p h a r m a c o l o g i q u e s .

Les d i f f e ren te s t e n t a t i v e s de r ea l i sa t ion de r e ac t i va t i ons d ' i n f ec t i ons c h r o n i q u e s gen6- r an t d e s e n c e p h a l i t e s t o x o p l a s m i q u e s s o n t pou r le m o m e n t i n f r u c t u e u s e s ou n o n s tan- da r d i s ee s : elles cons i s t en t a admin i s t r e r des t r a i t e m e n t s i m m u n o s u p p r e s s e u r s a t r e s for tes d o s e s ou a rea l i ser de s co- infec t ions avec de s v i rus i m m u n o d e p r e s s e u r s (cytome- ga lov i rus ou r e t rov i rus m u r i n LPBM5). Ces m o d e l e s son t t rop complexes pou r se p r a t e r f ac i l emen t aux e t u d e s p h a r m a c o l o g i q u e s de g r a n d e serie. De m~m e , la d e p l e t i o n en cel- lu les l y m p h o c y t a i r e s de t y p e CD8 ou CD4 p e u t e n t r a i n e r d e s r e c h u t e s d ' i n f e c t i o n s anc iennes , mais de fa?on incons tan te , et sans les c a r a c t e r i s t i q u e s h i s t o p a t h o l o g i q u e s de s r eac t iva t ions o b s e r v e e s chez l ' h o m m e .

Les m o d e l e s a n i m a u x on t leurs l imites, pou r la t o x o p l a s m o s e c o m m e pour t ous les au t r e s a g e n t s p a t h o g e n e s , mais les d o n n e e s qui ont e te o b t e n u e s avec les m o d e l e s ex i s t an t on t d a n s la p l u p a r t d e s cas e t e v a l i d e e s pa r les e t u d e s c l i n i q u e s . C e p e n d a n t , c e r t a i n s d o m a i n e s r e s t e n t enco re i nexp lo re s e n rai- son de difficultes, voire d ' imposs ib i l i tes expe- r imen ta l e s : - l 'act ivi te de s m e d i c a m e n t s sur les kys tes , e n r a i s o n d e l ' i m p o s s i b i l i t e d ' o b t e n i r d e s kys t e s in vi tro de fagon reproduc t ib le ; - l 'eff icaci te de s m e d i c a m e n t s sur la r educ- t ion de la c h a r g e p a r a s i t a i r e au cou r s d e s

i n f e c t i o n s c h r o n i q u e s ; la n u m e r a t i o n d e s k y s t e s i n t r a - c e r e b r a u x e s t u n e p r e m i e r e approche , mais elle es t impr6c i se et su je t t e d ' i m p o r t a n t e s var ia t ions ind iv idue l les ;

l ' e t ude c o m p a r a t i v e des sens ib i l i t e s de dif- f e r en t e s s o u c h e s de T. gondi i , en ra i son des diff icultes de cu l tu re et de l ' a b s e n c e de tech- n i q u e s t a n d a r d i s e e de m e s u r e des t a u x inhi- b i teurs .

L E S P R I N C I P A U X M E D I C A M E N T S A C T I F S S U R T. GONDII

La pyrim6thamine e t l e s i n h i b i t e u r s d e l a D H F R

In vitro : leur effet i nh ib i t eu r pa ras i t i c ide e s t c l a i r e m e n t d e m o n t r 6 pa r de n o m b r e u x au teurs , avec u n effet c y t o p a t h o g e n e impor- tant , por tan t sur la divis ion nuclea i re du para- site. Leur m e c a n i s m e d ' ac t ion es t e g a l e m e n t b i e n connu , pa r u n e inh ib i t ion de la DHFR e n t r a i n a n t s e c o n d a i r e m e n t u n e inh ib i t ion de la s y n t h e s e de s b a s e s pu r iques . La pyr ime- t h a m i n e es t le che f de file d e c e t t e famil le ma i s p lu s i eu r s a u t r e s p r o d u i t s on t et6 e tu- dies. Les plus actifs sont i n c o n t e s t a b l e m e n t le t r imet rexa te et le piri trexim, alors que la pyri- m e t h a m i n e a p p a r a i t r e s p e c t i v e m e n t 10 100 fois mo ins efficace. Q u a n t au t r ime tho- pr ime, son act ivi te es t 10 a 50 fois p lus faible que celle de la p y r i m e t h a m i n e . Dans t o u s l e s cas, l 'effet inh ib i t eu r s ' a c c o m p a g n e d ' impor- t an t e s modif icat ions morpho log iques du para- site. L ' e tude de la re la t ion dose -e f fe t en cul- t u r e m o n t r e e g a l e m e n t qu ' i l e s t n e c e s s a i r e d ' a t t e i n d r e u n e c o n c e n t r a t i o n seu i l p o u r observer une inhibi t ion et que celle-ci es t t res r a p i d e m e n t maximale . Ces deux obse rva t ions s o n t t res en f a v e u r d ' u n effe t pa ras i t i c ide . L 'ef fe t i n h i b i t e u r de la p y r i m e t h a m i n e e s t o b s e r v e in v i t ro d o s 0.05 rag/l , so i t a u n e concen t r a t i on in fe r ieure a cel les qu i p e u v e n t 6 t re o b t e n u e s chez l ' h o m m e d a n s le t i s s u cerebra l ou d a n s le p lasma.

In v ivo : des t r avaux de ja anc i ens on t b i en m o n t r e l 'efficacite t h e r a p e u t i q u e de la pyri- m e t h a m i n e sur des mode le s d ' infect ion aigu~, mais ce m e d i c a m e n t ne p e r m e t pas l 'eradica- t ion des kys tes p re formes chez u n animal pro- s e n t a n t une infect ion chronique. L 'e tude cine- t ique des charges paras i ta i res d a n s le s a n g et les o r g a n e s d e sou r i s i n f e c t e e s e t t r a i t e e s

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m o n t r e q u e l ' a c t i on d e la p y r i m e t h a m i n e , admin i s t r ee a dose faible chez la souris, n e se m a n i f e s t a i t que 3 a 4 jours ap res son admi- n is t ra t ion ; l ' h y p o t h e s e la p lus v r a i s emblab l e es t q u ' u n e accumula t i on t i ssu la i re es t neces - saire pou r ob ten i r des t aux inh ib i t eu r s suffi- san t s . Dans des m o d e l e s d ' i n f ec t i on aigu~, l 'ac t ivi te t h e r a p e u t i q u e de la p y r i m e t h a m i n e e s t l imi t ee a sa d u r e e d ' a d m i n i s t r a t i o n car des r e c h u t e s ap res ar re t du t r a i t e m e n t son t c o n s t a m m e n t o b s e r v e e s . Ce t t e o b s e r v a t i o n t e m o i g n e de l 'effet par t ie l de ce m e d i c a m e n t , m a l g r e s on ac t iv i te a n t i - p a r a s i t a i r e impor - t an te , et just if ie les a d m i n i s t r a t i o n s prolon- g e e s ap re s t r a i t e m e n t de la p h a s e a igu&

Sul famides et su l fones

In vitro : leur effet i nh ib i t eu r in vitro a p u 6t re d e m o n t r e en p r o l o n g e a n t le t e m p s de c o n t a c t en t r e le m e d i c a m e n t et les cel lu les pa ras i t ees . L'effet inh ib i teur a u g m e n t e a par- tir d ' u n e concen t ra t ion seuil mais mo ins rapi- d e m e n t q u ' a v e c les i n h i b i t e u r s de DHFR. A u c u n effet c y t o p a t h o g e n e n ' e s t o b s e r v e sur les p a r a s i t e s aux d o s e s inhibi t r ices , t radui- s an t u n e act ivi te p lu to t pa r a s i t o s t a t i que . Le m o d e d ' a c t i o n p r inc ipa l d e s s u l f a m i d e s es t r i nh ib i t i on de la dehyd ro fo l a t e s y n t h e t a s e et de la d e h y d r o p t e r o a t e s y n t h e t a s e , e n z y m e s i n t e r v e n a n t d a n s la s y n t h e s e d e l ' a c i d e fol ique. Les su l fones on t u n m o d e d ' a c t i o n similaire, inh ibant p re fe ren t i e l l emen t la dehy- d r o p t e r o a t e s y n t h e t a s e . ~Compares d a n s u n m e m e s y s t e m e expe r imen ta l , les su l f amides e x e r c e n t leur effet i nh ib i t eu r a des concen- t r a t ions a s sez var iables ; les c o n c e n t r a t i o n s i n h i b a n t 50% de la c r o i s s a n c e p a r a s i t a i r e (CI50) e t a n t eva luees a 2,5 rag~1 pour la sulfa- diazine, 1,1 mg/1 pou r le s u l f a m e t h o x a z o l e et 42 mg/1 pou r la su l fadoxine , soit des concen- t r a t i ons in fe r i eures aux pics s e r i q u e s habi- t u e l l e m e n t o b t e n u s chez l ' h o m m e .

In v ivo : d a n s u n m o d e l e de t o x o p l a s m o s e aigu~, les su l famides les p lus efficaces son t la su l fameraz ine , la s u l f a m e t h a z i n e et la sulfa- d iaz ine; le su l f ame thoxazo le es t curat i f chez la sour i s ~k des d o s e s e levees . Tou t c o m m e les inh ib i teurs de la DHFR, u n e repr ise evolu- t ive de l ' infect ion es t s o u v e n t o b s e r v e e apres arre t du t r a i t emen t . La d a p s o n e a d m i n i s t r e e seu le a u n effet l imite d a n s la t o x o p l a s m o s e a igu~ expe r imen ta l e .

A s s o c i a t i o n s sulfamides-sulfones et inhibi- teurs de la DHFR

L'ac t iv i t e d e ces a s s o c i a t i o n s su r u n e s e q u e n c e e n z y m a t i q u e essen t i e l l e au meta -

/ .

bo l i sme du pa ra s i t e en t r a ine u n e l m p o r t a n t e syne rg i e d 'act ion. In vitro, cela se t r adu i t par u n r e n f o r c e m e n t d e r e f f e t pa ra s i t i c ide d e s inh ib i t eu r s de la DHFR. C e p e n d a n t , le ratio o p t i m u m d e s 2 c o m p o s a n t s n e c e s s a i r e l ' o b t e n t i o n d ' u n e f fe t s y n e r g i q u e m a x i m a l n ' e s t pa s d e t e r m i n & Dans l ' a s soc ia t ion tri- m e t h o p r i m e + su l famethoxazo le , la concen- t ra t ion de t r i m e t h o p r i m e requ i se pou r obser- ver u n effet s y n e r g i q u e in vitro r e s t e assez e levee (0,5 mg/1), ce qui pour ra i t exp l iquer la m o i n d r e e f f i cac i t e t h e r a p e u t i q u e d e c e t t e a s soc i a t ion d a n s la m e s u r e ou de te ls t a u x ne p o u r r a i e n t 6tre m a i n t e n u s in vivo.

L'activite s y n e r g i q u e de ces assoc ia t ions es t e g a l e m e n t d e m o n t r e e in vivo, n o t a m m e n t avec l ' a s soc ia t ion p y r i m e t h a m i n e + sulfadia- zine ou p y r i m e t h a m i n e + sulfadoxine; l 'asso- c iat ion t r i m e t h o p r i m e + su l famethoxazo le es t e g a l e m e n t s y n e r g i q u e mais l 'effet t h e r a p e u - t ique n ' e s t o b t e n u qu ' avec des doses e levees . Avec la d a p s o n e as soc iee a la p y r i m e t h a m i n e des resu l t a t s c o m p a r a b l e s a ceux de l 'asso- c i a t ion p y r i m e t h a m i n e + su l f ad i az ine s o n t o b t e n u s d a n s u n m o d e l e d ' i n fec t ion a igu& Avec les a s soc ia t ions p y r i m e t h a m i n e + sul- f ad i az ine et p y r i m e t h a m i n e + d a p s o n e , on o b t i e n t u n e e r a d i c a t i o n p a r a s i t a i r e t o t a l e l o r sque le t r a i t e m e n t e s t en t r ep r i s a J0 ou J+ 1 apres l ' infection, s ans r echu te u l ter ieure . L o r s q u e l ' a d m i n i s t r a t i o n es t p lu s t a r d i v e (J+4), soit u n e s i t ua t ion p lus p roche de celle d ' u n t r a i t e m e n t d ' u n e fo rme evolu t ive chez l ' h o m m e , ces t r a i t e m e n t s e n t r a i n e n t u n e n e g a t i v a t i o n t res r ap ide des cha rges paras i - taires, mais de s r e c h u t e s son t c o n s t a m m e n t o b s e r v e e s ap res i n t e r r u p t i o n du t r a i t emen t . Ces e l emen t s conf i rment l 'efficacite et la rapi- d i te d ' ac t ion de ces assoc ia t ions , mais indi- q u e n t c l a i r e m e n t l ' ob l iga t ion du t r a i t e m e n t d ' en t r e t i en .

Les macro l ides

In vitro : t ou t c o m m e pour les su l famides , l ' ac t iv i te inh ib i t r ice in vitro des m a c r o l i d e s n ' a p u 6tre d e m o n t r e e que par des cu l tu res p r o l o n g e e s . L ' e t u d e d e la r e l a t i o n effet- concen t r a t i on m o n t r e u n effet inh ib i t eur t res

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p r o g r e s s i v e m e n t c ro issant a part ir de conden- t r a t ions de l ' o rdre de 0,1 a 0,5 rag/l, l 'effet m a x i m u m n ' e t a n t o b s e r v e q u ' a des concen- t r a t i o n s de 40 a 200 mg/1. P l u s i e u r s a rgu - m e n t s son t e n f aveur d ' u n e act ivi te paras i to- s t a t i q u e d e s m a c r o l i d e s m a i s le m o d e d ' ac t ion sur le pa r a s i t e es t encore i n c o n n u : les macro l ides p o u r r a i e n t in te rag i r avec les r i b o s o m e s du pa ra s i t e c o m m e ils le font pou r les bac te r i e s ou avoir u n e act ivi te extra-ribo- somale , en s t i m u l a n t e v e n t u e l l e m e n t l 'acti- vi te mic rob ic ide de s p h a g o c y t e s . Les macro- l ides de nouvel le gene ra t i on son t caracter is6s pa r leur b o n n e p e n 6 t r a t i o n in t ra-cel lu la i re . C ' e s t e n pa r t i cu l i e r le cas d a n s les macro- p h a g e s a l v e o l a i r e s off les c o n c e n t r a t i o n s a t t e i g n e n t p lus de 100 fois les concen t ra t ions extra-cel lulaires. On ob t i en t ainsi d a n s la cel- lule des c o n c e n t r a t i o n s s u p e r i e u r e s a cel les qu i i n h i b e n t t o t a l e m e n t la c r o i s s a n c e de T. gondi i in vitro.

In vivo : d a n s u n m o d e l e de t o x o p l a s m o s e aigu~, les mac ro l ides n e son t eff icaces q u ' a d e s p o s o l o g i e s t r e s e l e v e e s (100 500 m g / k g / j o u r ) e t u n i q u e m e n t l o r s q u e l ' a d m i n i s t r a t i o n t h e r a p e u t i q u e e s t d e b u t 6 e p e u ap re s l ' i n fec t ion (J0 ou J+ l ) . L ' ana lyse d e s c h a r g e s p a r a s i t a i r e s d a n s les o r g a n e s , rea l i s6e pou r l ' az i th romyc ine et la clarithro- mycine , m o n t r e u n e d i m i n u t i o n de s c h a r g e s pa ras i t a i res p u l m o n a i r e s (nega t iva t ion corn- p l a t e a v e c l ' a z i t h r o m y c i n e ) a lors q u e la cha rge pa ras i t a i re cerebra le es t p rogres s ive - m e n t c ro i ssan te . L 'a t te in te p u l m o n a i r e e t a n t la pr incipale c ause de rnortalite chez l 'animal, c e t t e ac t iv i t e p u l m o n a i r e e l ec t ive a p p a r a i t c o m m e p r inc ipa l emen t r e sponsab l e de la pro- l onga t ion de su rv ie des a n i m a u x t ra i tes . La fa ib le ac t i v i t e su r les p a r a s i t e s c e r 6 b r a u x o b s e r v e e avec l ' az i th romycine et la clarithro- myc ine pourra i t s ' expl iquer soit par u n e mau- va i se p e n 6 t r a t i o n d a n s le t i s su cerebral , soit p a r l ' o b t e n t i o n in s i tu de c o n c e n t r a t i o n s insuf f i san tes pou r inh iber la c ro i s sance para- s i ta i re . Ces d i f f e r e n t s 61emen t s con t r e - i n d i q u e n t l ' u t i l i s a t i o n d e s m a c r o l i d e s e n m o n o t h e r a p i e p o u r le t r a i t e m e n t de s toxo- p l a s m o s e s g raves ; pa r cont re l 'u t i l i sa t ion en prophylaxie de cer ta ins macrolides, ayant u n e l ongue demi-v ie et p rodu i san t des concent ra - t ions in t ra -ce l lu la i res i m p o r t a n t e s , p o u r r a i t e t re e n v i s a g e e en prophylaxie .

Une act ivi te s y n e r g i q u e a e te d e m o n t r 6 e in vivo mais pas in vitro, en t r e ce r t a ins macro- l ides et d ' a u t r e s m e d i c a m e n t s an t i -pa ras i - t a i r e s . C e t t e s y n e r g i e e s t r e c o n n u e avec t ' a ssoc ia t ion c l i ndamyc ine + p y r i m e t h a m i n e , mais elle es t enco re p lus m a r q u e e avec les a s soc i a t i ons c l a r i t h romyc ine + su l f ad iaz ine ou p y r i m e t h a m i n e , az i t h romyc ine + sulfadia- zine ou p y r i m e t h a m i n e et c l a r i th romyc ine + minocycl ine . Le m e c a n i s m e s y n e r g i q u e n ' e s t pas c l a i r emen t exp l ique d a n s la m e s u r e off ces m e d i c a m e n t s on t des cibles d ' a c t i on t res d i f f e r e n t e s sur le pa r a s i t e . U n e h y p o t h e s e p h a r m a c o c i n e t i q u e p e u t e t r e p r o p o s e e , en a d m e t t a n t que c h a q u e m e d i c a m e n t de l 'asso- c ia t ion exerce u n e ac t iv i te c o m p l e m e n t a i r e de l ' au t re au n i v e a u des d i f fe ren ts s i tes de l ' infection.

Les cyclines L'act ivi te a n t i - t o x o p l a s m i q u e de la te t racy- cl ine es t c o n n u e de l o n g u e da te , ma i s son e f f i cac i t e r e s t e m o d e s t e . P a r m i les "nou- ve l les" cycl ines , la m i n o c y c l i n e e s t la p lus active, a la fois in vitro et in vivo; on o b s e r v e en particulier u n e b o n n e efficacite sur le para- s i t i s m e cerebra l , p r o b a b l e m e n t e n r a p p o r t avec la b o n n e l iposo lub i l i t e d e ce m e d i c a - m e n t . Un ef fe t s y n e r g i q u e i m p o r t a n t e s t obse rve lo r sque minocyc l ine et c lar i thromy- c ine son t a s s o c i e e s : ce t t e a s soc i a t i on pre- s e n t e l ' i n t e r e t m a j e u r d e r e p r e s e n t e r u n e a l t e rna t ive t h e r a p e u t i q u e c o m p l e t e a l'utili- s a t i o n d e s i n h i b i t e u r s d e la s y n t h e s e d e s folates.

Les hydroxynaphthoquinones et, en particulier, l 'atovaquone (566C80)

Dans ce t t e famil le de m e d i c a m e n t s d o n t cer- ta ins son t actifs sur Plasmodium, seu le l 'ato- v a q u o n e a u n e activi te i m p o r t a n t e sur T. gon- dii in vitro a t r e s fa ib le c o n c e n t r a t i o n . La part iculari te de ce m e d i c a m e n t es t d ' e t re actif in vitro sur les k y s t e s pa ras i t a i r e s . In vivo, d a n s u n m o d e l e d ' i n f e c t i o n a igu~, l ' a tova- q u o n e es t efficace, en t e r m e de su rv ie des a n i m a u x t ra i tes , lo rsqu 'e l le es t a d m i n i s t r e e A forte dose, ma i s elle ne p e r m e t pa s l 'eradi- c a t i o n d e s p a r a s i t e s t i s s u l a i r e s e t d e s r e c h u t e s son t c o n s t a m m e n t o b s e r v e e s apres a r re t du t r a i t emen t . A u c u n effet s y n e r g i q u e n ' e s t obse rve in vitro ou in vivo lo r sque l 'ato- v a q u o n e es t a s soc i ee a la p y r i m e t h a m i n e , la

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sulfadiazine, la c la r i th romycine ou la minocy- c l ine (FD, n o n pub l i e ) . D a n s u n m o d e l e d ' infec t ion chronique, son admin i s t r a t ion pro- l o n g e e p e r m e t u n e r educ t i on s ignif ica t ive du n o m b r e de kys tes .

A u t r e s medicament s A n o t e r e g a l e m e n t l ' ac t iv i t e an t i - t oxop la s - m i q u e de ce r ta ins colorants , la c ic lospor ine A, la 5 fluoro-uracile, la s y n e f u n g i n e , de cer- t a ins de r ives du q i n g h a o s u , des inh ib i t eu r s de la s y n t h e s e des p o l y a m i n e s et des quino- lones (a forte dose).

Interferon g a m m a L'IFN 7 es t p r o b a b l e m e n t la p r inc ipa le cyto- k ine p r o d u i t e au cours de la t o x o p l a s m o s e , e t s on r~le dans le contr~le de l ' in fec t ion a e t6 l a r g e m e n t prouv& C e p e n d a n t son effica- c i te t h e r a p e u t i q u e n ' e s t p a s c l a i r e m e n t d e m o n t r e e d a n s d e s m o d e l e s de t oxop la s - m o s e a igu~ ou sub -a igu~ , qu ' i l so i t u t i l i se seul ou en associat ion avec la py r ime thamine , la su l fad iaz ine ou des macro l ides .

M e d i c a m e n t s act i fs sur l es k y s t e s L'ac t iv i t e d e s m e d i c a m e n t s sur les k y s t e s p e u t 6tre eva luee dans u n m o d e l e d ' e t u d e ex vivo c o n s i s t a n t a isoter des kys t e s c e r e b r a u x c h e z d e s sou r i s a y a n t u n e i n f e c t i o n chro- n ique , pu i s a l e s i ncube r d a n s u n mi l ieu de cu l tu re c o n t e n a n t d i f fe ren tes c o n c e n t r a t i o n s d e m e d i c a m e n t . A p r e s i n c u b a t i o n d e ptu- s i e u r s jours , la v iab i l i t e d e s k y s t e s e t d e s p a r a s i t e s i n t r akys t i ques es t eva luee par u n m a r q u a g e des pa ras i t e s par u n colorant vital, e t l ' e t ude de la v i ru lence des b radyzo i t e s par i noc u l a t i on a la souris . Ce t t e m e t h o d e , qui p e r m e t de pallier au fait qu ' i l es t t res diffi- cile de p rodu i re des k y s t e s in vitro, p e r m e t d ' e s t i m e r l 'act ivi te des m e d i c a m e n t s sur les bradyzo~tes. Cer ta ins m e d i c a m e n t s on t u n e act ivi te!nhibi t r ice, a condi t ion de main ten i r la co - incuba t ion p e n d a n t 6 a 8 jours. Dans ces condi t ions , u n e act ivi te i m p o r t a n t e es t obte-

n u e avec l ' a t o v a q u o n e e t avec l ' az i th romy- c ine ators que la c l indamycine , la py r ime tha - m i n e et la su l fad iaz ine son t sans effet. Ces r e s u l t a t s s o n t t r e s p r o m e t t e u r s q u a n t a la possibil i te de d i spose r de m e d i c a m e n t s redui- san t la cha rge paras i ta i re kys t ique et l imitant s e c o n d a i r e m e n t le r i sque de react ivat ion. Ils doivent c e p e n d a n t ~tre confirmes in vivo chez l 'animal, mais auss i d a n s u n m o d e l e in vitro e v a l u a n t l ' e f fe t d e s m e d i c a m e n t s su r les s t r uc tu r e s kys t iques .

CONCLUSION

Cet e x p o s e a p e r m i s d e s i t ue r le n i v e a u ac tue l des r e c h e r c h e s t h e r a p e u t i q u e s dans la t o x o p l a s m o s e , en m o n t r a n t les d i f f i cu l t e s r e n c o n t r e e s , e s s e n t i e l l e m e n t l iees a n o t r e m e c o n n a i s s a n c e de la biologie de ce parasi te . I1 es t c e r t a i n e m e n t i l lusoire d ' e s p e r e r q u ' u n m e d i c a m e n t p u i s s e ~tre actif sur les diffe- r en t s s t a d e s p a r a s i t a i r e s et t r a i t e r la toxo- p l a s m o s e s o u s t o u t e s s e s f o rmes . I1 e s t c e p e n d a n t p o s s i b l e d ' o p t i m i s e r l ' u t i l i sa t ion des m e d i c a m e n t s d o n t la p e n e t r a t i o n intra- cellulaire, l 'act ivi te paras i ta i re , et la dis t r ibu- t ion cellulaire et t i s su la i re sont parfois insuf- f i s a n t e s i n d i v i d u e l l e m e n t , en u t i l i s an t leur c o m p l e m e n t a r i t 6 d a n s d e s a s s o c i a t i o n s . L ' evo lu t ion ac tue l l e de la r e c h e r c h e se fait donc vers l ' e t ude d ' a s soc i a t i ons de med ica - m e n t s ayan t u n e act iv i te s y n e r g i q u e sur les vo ie s m e t a b o l i q u e s d u p a r a s i t e m a i s qu i so ien t e g a l e m e n t c o m p l e m e n t a i r e s d a n s leur d i s t r ibu t ion t i s su la i r e et leur ac t ion sur les s i tes de l ' infect ion.

Ce t t e " s t r a t e g i e " t h e r a p e u t i q u e doi t a u s s i cons ide re r le fait q u e d a n s de n o m b r e u x cas, la t o x o p l a s m o s e es t a s soc iee a d ' au t r e s infec- t ions o p p o r t u n i s t e s chez les m a l a d e s immu- n o d e p r i m e s . Ceci just i f ie la mise en p lace de m o d e l e s p lus c o m p l e x e s a s soc ian t p lu s i eu r s p a t h o g e n e s e t p e r m e t t a n t l ' e v a l u a t i o n de s c h e m a s t h e r a p e u t i q u e s curatifs et p rophy- l ac t iques mul t ip les .

SUMMARY EXPERIMENTAL MODELS IN THE EVALUATION OF ANTI-TOXOPLASMA DRUGS

Several a spec t s o f the b io logy and life cycles o f Toxop la sma gondi i are l imi t ing fac- tors for evaluat ion o f drugs for t r e a t m e n t o f t oxop lamos i s : T. gondi i is an obl igate intracellular paras i te w h i c h mul t ip l i es w i th in a paras i tophorous vacuole or a cyst;

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t w o d is t inc t parasi t ic s tages , i7~. tachyzo i t e s and bradyzoi tes , are p r e s e n t dur ing the course o f infection; paras i t e s can invade d i f ferents organs (mainly brain, stria- ted musc l e s and lungs) at the acute and chronic s tages o f infection. Despi te o f these speci f ici t ies , exper imenta l m o d e l s for toxop lasmos i s h a v e b e e n d e v e l o p e d in vitro and in vivo, wi th s o m e predic i t ive value for t r e a t m e n t ef f icacy in h u m a n s . In vitro s t u d i e s h a v e to be p e r f o r m e d in cell cultures, and various m e t h o d s h a v e b e e n pro- p o s e d for quant i f icat ion o f T. gondii g r o w t h in the culture. With t h e s e models , inh ib i tory concentra t ions (ICso and IC9o) can be d e t e r m i n e d for each drug, as wel l as their paras i tos ta t ic or parasi t icidal e f fects on the parasi te . In vivo, several expe- r imen ta l m o d e l s are u s e d to i n d u c e acute, s u b a c u t e or chronic in fec t ions . The a s s e s s m e n t o f eff icacy o f antimicrobial agen t is usual ly b a s e d on the de terminat ion o f surv ival ra tes or h i s topathologica l s t u d y o f t i ssues . More recen t ly a m e t h o d for quant i f ica t ion of paras i te b u r d e n in b lood and in f ec ted t i s sues w a s p r o p o s e d for b e t t e r characterisation o f the s i te o f action in drugs. In this review, the in vitro and in vivo activi t ies o f the major an t i - toxoplasmic drugs are p re sen t ed . Individualy, n o n e o f t he se drugs is ful ly e f fec t ive for t r e a t e m e n t o f t oxop lasmos i s b u t several d rug combina t ions have remarkable synerg is t i c act ivi t ies aga ins t T. gondii in vitro or in vivo.

Key-words : T o x o p l a s m o s i s - T r e a t m e n t - E x p e r i m e n t a l m o d e l s - Toxoplasma gondii.

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