Le suivi thérapeutique pharmacologique (STP) des bêta-lactamines permet l’individualisation de la prise en charge d'infections profondes comme l’endocardite infectieuse (EI). La faible diffusion supposée au site infectieux, à savoir les valves cardiaques, est un des éléments qui justifie leur administration à forte dose par voie intra-veineuse. Ainsi, les patients atteints d’EI se voient donc exposés à de fortes concentrations bêta-lactamines pendant 2 à 6 semaines. Dans ce contexte, la survenue d’une neurotoxicité ou d’une néphrotoxicité aux bêta-lactamines peut être lourde de conséquences. Or il existe peu de données de diffusion des bêta-lactamines dans les valves cardiaques et le lien concentration-neurotoxicité des bêta-lactamines est mal documenté en particulier pour l’amoxicilline. Enfin, dans un contexte d’augmentation de l’incidence des EI staphylococciques, la réponse microbiologique aux antibiotiques dans la prise en charge de l’EI à S. aureus est elle-même mal décrite et nécessite d’être évaluée en condition biofilm. Ainsi, la première partie de ce travail a permis d’identifier un seuil de concentrations neurotoxiques en amoxicilline par l’exploitation d’un entrepôt de données intra-hospitalières. La deuxième partie du travail a permis de caractériser au sein d’un essai prospectif une diffusion conséquente des bêta-lactamines au sein des valves cardiaques, en particulier de l’amoxicilline avec un ratio diffusion médian plasma:valve de 62%. Enfin la mise au point d’un modèle ex vivo d’EI à S. aureus sur valves humaines a permis la comparaison de l’activité anti-biofilm de la vancomycine,et d’un lipoglycopeptide; la dalbavancine et d’identifier une activité éradicatrice du biofilm marquée pour cette dernière, fournissant un élément supplémentaire de l’acitivé de la dalbavancine dans l’EI. L’ensemble de ces données a permis d’affiner la fenêtre thérapeutique des anti-infectieux indiqués dans la prise en charge de l’endocardite.