1

Anneacutee universitaire 20202021

FACULTE DE MEDECINE U3

COURS BACTERIOLOGIE

3 EME ANNEE MEDECINE

Classification et modes daction des

antibiotiques

A Historique deacutefinitions

En 1928 Flemming deacutecouvre la peacutenicilline G elle ne sera utiliseacutee en clinique quune dizaine

danneacutees plus tard (1938-1942)

Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des antibiotiques (ATB)

bull Ce sont agrave lorigine des agents antibacteacuteriens naturels dorigine biologique eacutelaboreacutes par des

champignons (ex le peacutenicillium notatum fabrique la peacutenicilline G) ou des bacteacuteries

bull Actuellement la plupart des ATB sont dorigine syntheacutetique pour la plupart ou heacutemi syntheacutetique

bull La seacutelectiviteacute de leur toxiciteacute est directement lieacutee agrave leur meacutecanisme daction

bull Leur effet est lent (de lordre de quelques heures)

bull Ils agissent agrave faible concentration (de lordre du mgL)

Les caracteacuteristiques des ATB les opposent aux antiseptiques et deacutesinfectants qui sont des agents

bull antibacteacuteriens dorigine chimique

bull dont la toxiciteacute est brutale et peu seacutelective (action locale pas de prise per os)

bull daction rapide (de lordre de la minute)

bull utiliseacutes a concentration eacuteleveacutee (2eme argument en deacutefaveur de lutilisation par voie per os)

B Classification

1 Principe

On parle de familles dantibiotiques dans une famille les moleacutecules ont une structure de base commune et le

mecircme meacutecanisme daction classification hybride

Une famille peut ecirctre diviseacutee en groupes etou sous-groupes qui ont des spectres dactiviteacute qui diffegraverent

A linteacuterieur des groupes on peut encore seacuteparer les antibiotiques en fonction de leurs proprieacuteteacutes pharmacologiques

et de leur toleacuterance

2 Nature chimique

Dans la classification par nature chimique on a une structure de base comme par exemple la

famille des β-lactamines dont la structure de base est le cycle β-lactame les formules chimiques ne sont

pas agrave connaicirctre sur lequel sajoutent des substituants qui vont faire varier les moleacutecules

Autres exemples

bull Les aminosides sucres sur lesquels on a substitueacute des acides amineacutes (laquo sucres amineacutes raquo)

bull Les macrolides (laquo macro olide raquo) ce sont de grosses moleacutecules avec plusieurs atomes de carbone (elles

sont classeacutees selon le nombre datomes de carbone)

bull La famille des teacutetracyclines ce sont des moleacutecules qui possegravedent 4 cycles

2

3 Meacutecanisme daction

Il est tregraves variable selon la cible agrave linteacuterieur de la bacteacuterie Cest important de la connaicirctre pour savoir pourquoi la

bacteacuterie va pouvoir y reacutesister soit de faccedilon naturelle soit de maniegravere acquise

4 Modaliteacutes daction

Elles se reacutesument en deux notions un antibiotique peut arrecircter la croissance de la bacteacuterie

(bacteacuteriostase concerne tous les antibiotiques) etou tuer la bacteacuterie (bacteacutericidie)

5 Spectre dactiviteacute

Cest la liste des espegraveces bacteacuteriennes sur lesquelles un antibiotique est

susceptible dagir Il peut ecirctre large (activiteacute de lantibiotique sur la majoriteacute

des espegraveces gram + et gram -) ou eacutetroit ( ex anti staphylococciques

antituberculeux)

Il deacutepend de deux paramegravetres les reacutesistances naturelles des

espegraveces bacteacuteriennes et les reacutesistances acquises des souches qui

limitent le spectre initial de lantibiotique

Ex sur le tableau de droite on voit que la famille des β-lactamines

comporte des antibiotiques de spectres plutocirct eacutetroits pour les deux

premiers puis larges pour les deux restants

II Meacutecanismes daction

Il est existe 4 types linhibition des

proteacuteines de synthegravese linhibition de la

synthegravese ou de la fonction des acides

nucleacuteiques (linhibition de la

synthegravese des folates substances

du meacutetabolisme intermeacutediaire

aboutit a linhibition de la

production dacides nucleacuteiques)

inhibition de la biosynthegravese de la

paroi bacteacuterienne et les

antibiotiques ayant une action

directe sur la membrane

bacteacuterienne

A Antibiotique inhibant la biosynthegravese de la paroi bacteacuterienne

Les β-lactamines

Elles sont tregraves nombreuses avec comme noyau de base le cycle

β-lactame indispensable a lactiviteacute de lantibiotique Les moleacutecules sont classeacutees en fonction de la nature de leurs

cycles etou des radicaux Les cinq groupes citeacutes sont a retenir en grande prioriteacute les trois premiers

3

bull Les peacutenicillines

bull Les ceacutephalosporines

bull Les carbapeacutenegravemes (utiliseacutes surtout en milieu hospitalier)

bull Les monobactames

bull Les clavames

Les peacutenicillines

4 sous groupes utiliseacutes

Peacutenicilline G utilisation historique on ne sen sert plus aujourdhui cest celle deacutecouverte par

Flemming spectre eacutetroit (presque uniquement des gram +) Peacutenicilline V (orale)

Peacutenicilline M spectre tregraves eacutetroit anti-staphylococcique uniquement (meacuteticilline)

Peacutenicilline A ou aminopeacutenicillines elles ont le spectre de la peacutenicilline G eacutelargi agrave

quelques bacteacuteries gram -

Carboxypeacutenicillines ureacuteidopeacutenicillines large spectre actives sur pseudomonas aeruginosa

sutilisent principalement en milieu hospitalier

Les ceacutephalosporines

Tregraves utiliseacutees classeacutees en geacuteneacuterations (3) leur inteacuterecirct est laction quelles ont sur les grams - Le

degreacute dactiviteacute et le spectre des ceacutephalosporines augmentent de seacutelargissent avec les nouvelles geacuteneacuterations

(C1GltC2GltC3G)

Les carbapeacutenegravemes

En particulier lImipeacutenegraveme moleacutecule qui possegravede le spectre le plus large parmi les antibiotiques de plus elle est

tregraves stable vis agrave vis des β-lactamases Ertapeacutenegraveme Doripeacutenegraveme et Meacuteropeacutenegraveme

Les clavames (inhibiteurs de β-lactamases) associeacutes aux β-lactamines

ex laugmentin qui est une association de lamoxicilline (peacutenicilline A) et de lacide clavulanique (squelette deacuteriveacute

des peacutenicilline mais qui na pas dactiviteacute antibacteacuterienne propre se fixe sur les β-lactamases qui ne peuvent plus

deacutetruire lamoxicilline)Ac clavulanique Tazobactam et Sulbactam

les monobactames

Petites moleacutecules dont le noyau est limiteacute

au cycle β-lactame et dont le spectre est limiteacute

aux bacilles gram ndash aeacuterobies

Meacutecanisme daction

Scheacutema sur le peptidoglycane reacuteseau 3D de

sucres de chaines polyosidiques relieacutees entre elles par de

courtes chaines peptidiques (teacutetrapeptides)

Les β-lactamines ciblent des enzymes

notamment les PLP (proteacuteines liant les peacutenicillines dont

le nombre varie selon lespegravece bacteacuterienne) sur lesquelles

elles se fixent par analogie structurale pour les inhiber

Laffiniteacute pour les diffeacuterentes PLP varie selon

la moleacutecule de β-lactamine

4

Quand la β-lactamine se fixe sur les PLP elle inhibe la derniegravere eacutetape de la synthegravese du peptidoglycane

(formation des ponts peptidiques) ce qui implique quelles ne sont actives que sur des bacteacuteries en phase de

croissance

Effets des β-lactamines il y a deux types

bull Effet direct en se fixant sur les PLP elles entrainent la formation de spheacuteroplastes (bacteacuterie devient

ronde) et de filaments avec arrecirct de la croissance bacteacuterienne cest leffet de bacteacuteriostase

bull Effet indirect Bacteacutericidie due a lactivation des autolysines bacteacuteriennes (car la bacteacuterie va

deacutetruire le peptidoglycane dont la synthegravese a eacuteteacute avorteacutee par linhibition des PLP)

Glycopeptides

2 moleacutecules agrave retenir vancomycine et teicoplanine Les glycopeptides agissent eacutegalement sur la

derniegravere eacutetape de la synthegravese du peptidoglycane en inhibant le fonctionnement de certaines enzymes par

encombrement steacuterique

Ce sont des antibiotiques lentement bacteacutericides qui ne ciblent que les bacteacuteries gram + et sont

totalement inactifs sur les grams - eacutetant trop volumineux pour traverser la membrane externe (On les utilise surtout

en hocircpital sur des infections seacutevegraveres agrave staphylocoques meacuteticilline-reacutesistants et enteacuterocoques)

Fosfomycine

Cest un antibiotique naturel produit par notre organisme qui possegravede un spectre large (gram + et -) et

qui est capable de franchir la membrane cytoplasmique par transport actif son action se situe plutocirct au deacutebut de la

synthegravese du peptidoglycane

B Antibiotiques actifs sur les membranes

Ccedila peut aussi bien ecirctre sur la membrane externe (gram-) que sur la membrane cytoplasmique Une classe agrave

retenir les polymyxines avec un agent a connaicirctre la colistine Elles ciblent les

membranes lipidiques (externe et cytoplasmique) en agissant comme des deacutetergents cest agrave dire quelles

deacutesorganisent les membranes ce qui aboutit a la mort rapide des bacteacuteries les polymyxines sont donc

bacteacutericides (Et qui agissent sur des bacteacuteries en phase de croissance ou au repos)

C Antibiotiques inhibant la biosynthegravese des proteacuteines

Certains antibiotiques agissent sur la petite sous-uniteacute du ribosome 30s (teacutetracyclines et aminosides) et dautres sur

la grande 50s (macrolides et apparenteacutes)

2 Les teacutetracyclines

bull Structure noyau de quatre cycles portant des substituants 2 moleacutecules a connaicirctre la teacutetracycline

et la doxycycline ( une 3 eacuteme moleacutecule un peu moins importante la minocycline)

bull Meacutecanisme daction Se fixent sur la petite sous-uniteacute du ribosome et plus preacuteciseacutement sur lARNr 16s ce

qui inhibe la fixation du complexe acide amineacute-ARNt sur le site amineacute A du ribosome (phase de

reconnaissance) ce qui inhibe la synthegravese proteacuteique Leur action est bacteacuteriostatique

bull Spectre large sur beaucoup despegraveces gram + et gram - les mycoplasmes les chlamydiae mais au fil des

anneacutees de nombreuses reacutesistances sont apparues et leur large spectre daction peut creacuteer un deacuteseacutequilibre de

la flore digestive

3 Les aminosides

bull Moleacutecules agrave connaicirctre Amikacine et gentamicine (utilisation plutocirct hospitaliegravere car ils ont une

toxiciteacute auditive et reacutenale)

bull Meacutecanisme daction un peu particulier pour la peacuteneacutetration de lantibiotique qui se fait par transport actif

gracircce aux enzymes de la respiration bacteacuterienne Les bacteacuteries qui sont anaeacuterobie stricte ou facultatifs a

5

dominante anaeacuterobie (comme les streptocoques) et qui sont donc deacutepourvues dans enzymes de la

respiration bacteacuterienne (catalase oxydase cytochrome oxydase) sont insensibles aux aminosides A

linteacuterieur de la bacteacuterie ils se fixent sur lARNr 16s de la petite sous-uniteacute et inhibent la translocation

Ce sont des antibiotiques bacteacutericides

bull Spectre large

4 Macrolides lincosamides streptogramines keacutetolides = MLSK

Ce sont plusieurs groupes au sein dune mecircme grande famille Ils ont une structure diffeacuterente mais

un meacutecanisme daction similaire

Moleacutecules agrave connaitre

Macrolides eacuterythromycine azithromycine

Lincosamides clindamycine

Streptogramines pristinamycine

Keacutetolides teacutelithromycine

bull Meacutecanisme daction Se fixent sur lARNr 23s de la grande sous-uniteacute du ribosome inhibent la phase

deacutelongation entrainent des erreurs de lecture une interruption preacutematureacutee de la traduction du polypeptide

(en geacuteneacuteral on obtient de petits polypeptides de 4 agrave 5 acides amineacutes complegravetement inutiles agrave la bacteacuterie)

Ce sont des antibiotiques bacteacuteriostatiques

bull Spectre les MLSK sont actifs sur les gram + uniquement car ils ne peuvent pas franchir la

membrane externe des Gram - Cependant ils sont aussi actifs sur les bacteacuteries atypiques

mycoplasmes chlamydiae leacutegionnelles

D Antibiotique inhibant la biosynthegravese ou les fonctions des acides nucleacuteiques

On va prendre quatre exemples quinolones sulfamides et trimeacutethoprime rifampicine nitroimidazoleacutes

1 Quinolones et fluoroquinolones

On a plusieurs moleacutecules -les quinolones les premiegraveres sont les moins actives

-les fluoroquinolones plus actives

bull Moleacutecules Exemples Acide nalidixique (quinolones)

Ofloxacine ciprofloxacine (fluoroquinolones)

bull Meacutecanisme daction

Ces moleacutecules vont bloquer la synthegravese de lADN au niveau de deux enzymes qui ont un rocircle essentiel dans la

reacuteplication de lADN - ADN gyrase -Topoisomeacuterase IV

Ce sont des antibiotiques bacteacutericides

bull Spectre Les quinolones ont un spectre eacutetroit (essentiellement les enteacuterobacteacuteries)

Les fluoroquinolones ont un spectre beaucoup plus large (BGN BGP) Le fait davoir ajouteacute un

atome de fluor augmente le spectre (antibiotiques actifs pour les bacteacuteries agrave gram- et gram+)

2 Sulfamides et trimeacutethoprime

bull Meacutecanisme daction

ordm Ils inhibent la synthegravese des folates qui ont un rocircle dans la synthegravese des acides nucleacuteiques Donc en

inhibant la synthegravese des folates il va y avoir une inhibition de la synthegravese des acides nucleacuteiques

ordm Ces antibiotiques sont capables dinhiber des enzymes (inhibition compeacutetitive) ayant un rocircle dans la

synthegravese de lacide teacutetrahydrofolique preacutecurseur des bases puriques et pyrimidiques

ordm Les sulfamides et trimeacutethoprime inhibent chacun une eacutetape diffeacuterente de cette synthegravese car ils

inhibent chacun une enzyme diffeacuterente

ordm Les sulfamides et trimeacutethoprime seules sont bacteacuteriostatiques

6

Lorsquon associe les deux on a un nouvel antibiotique cotrimoxazole (Bactrim) bacteacutericide

3 Nitroimidazoleacutes

Ce sont des antibiotiques actifs agrave leacutetat reacuteduit et qui nagissent que sur les anaeacuterobies Ils vont se fixer

sur les deacuteriveacutes reacuteduits de lADN et entraicircnent une coupure des brins dADN Ils ont donc une action bacteacutericide

Un exemple agrave retenir tregraves utiliseacute sur les bacteacuteries en milieu anaeacuterobie le meacutetronidazole (Flagyl)

4 Rifampicine

Cet antibiotique inhibe lARN polymeacuterase ADN deacutependante et donc la transcription de lADN en ARNm

Cest un antituberculeux majeur

7

Anneacutee universitaire 20202021

FACULTE DE MEDECINE U3

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

Meacutecanismes de reacutesistance aux antibiotiques

III MECANISMES DE RESISTANCE AUX ANTIBIOTIQUES

bull Il sagit dun problegraveme de santeacute publique

bull Lantibiotique est un bien durable agrave proteacuteger A vouloir trop les utiliser et nimporte comment les

bacteacuteries y reacutesistent de plus en plus

bull Le pheacutenomegravene de reacutesistance aux antibiotiques est observeacute en milieu communautaire et en milieu

hospitalier (infections nosocomiales)

bull La reacutesistance est connue pour toutes les familles dantibiotiques et pour toutes les espegraveces bacteacuteriennes

Pas un antibiotique neacutechappe agrave la reacutesistance et pratiquement toutes les bacteacuteries sont capables de

deacutevelopper des reacutesistances agrave un antibiotique

A Caracteacuteristiques de la reacutesistance bacteacuterienne

bull Nous avons vu quil y a une eacutemergence plus ou moins rapide apregraves lintroduction de lantibiotique

bull Il faut 8 agrave 10 ans pour sortir un antibiotique sur le marcheacute Entre la synthegravese de la moleacutecule et

lutilisation chez le patient il y aura eu des eacutetudes en laboratoire qui auront essayeacute dobtenir des

reacutesistances pour voir comment ccedila marche et comment on peut les preacutevenir

bull La freacutequence est en augmentation et la reacutesistance varie selon les antibiotiques

bull La reacutesistance est transfeacuterable ce qui pose problegraveme pour le traitement des patients En effet on a des

gegravenes de reacutesistance qui peuvent ecirctre porteacutes sur des plasmides sur des transposons ou des inteacutegrons

bull La reacutesistance peut donc passer dune bacteacuterie agrave une autre et il peut y avoir une diffusion au sein des patients

dun mecircme service Il sagit alors dune diffusion eacutepideacutemique de certains gegravenes de reacutesistance

bull Tout dun coup on a tous les patients dune uniteacute de soins intensifs qui preacutesentent une bacteacuterie

multireacutesistante (BMR) Ceci est ducirc agrave une addition des meacutecanismes de reacutesistance

B Principaux types de reacutesistance

Il existe deux types de reacutesistance -naturelle

1 Reacutesistance naturelle

bull Elle va caracteacuteriser un genre ou une espegravece bacteacuterienne Cette reacutesistance naturelle va toucher toutes les

souches dune espegravece bacteacuterienne Cest le caractegravere normal de la bacteacuterie (on parle de pheacutenotype normal

ou laquo sauvage raquo)

bull Cette reacutesistance naturelle va deacutefinir le spectre clinique dun antibiotique

bull Pour quelle soit transmissible agrave toutes les souches dune espegravece il faut que cette reacutesistance soit porteacutee

par le chromosome bacteacuterien Ce gegravene peut ecirctre transmis verticalement

8

2 Reacutesistance acquise

bull Elle est propre agrave certaines souches dune espegravece Elle nutilise pas toutes les souches dune espegravece

bacteacuterienne

bull Sa proportion est variable dans le temps

bull Il y a acquisition dun ou plusieurs meacutecanismes de reacutesistance Contrairement agrave la reacutesistance

naturelle qui est un pheacutenotype normal on a ici un pheacutenotype anormal

bull La transmission horizontale est possible Elle est permise par des les plasmides ou les transposons qui

sont des eacuteleacutements transfeacuterables La bacteacuterie qui a acquis ce meacutecanisme de reacutesistance peut le transfeacuterer agrave

la voisine cest la diffusion eacutepideacutemique

bull On a des espegraveces qui sont plus concerneacutees que dautres par ce meacutecanisme de transmission acquise Il sagit

de bacteacuteries agrave gram+ comme le staphylocoque et le pneumocoque mais aussi de bacteacuteries agrave gram- Ca

existe aussi pour des espegraveces habituellement sensibles

Voici un antibiogramme Sur cette boicircte de geacutelose on a mis

la bacteacuterie et on deacutepose ensuite des disques contenant des

concentrations connues dantibiotiques Autour des disques

se trouvent les diamegravetres dinhibition de croissance Apregraves

avoir mesureacute les diamegravetres on peut dire si la bacteacuterie est

sensible ou reacutesistante

Sur la premiegravere image la souche est sensible agrave tous les

antibiotiques pour lesquels elle est testeacutee Sur la seconde

image la souche a acquis des meacutecanismes de reacutesistance En

effet pour certains antibiotiques la bacteacuterie pousse au

contact du disque le diamegravetre est tregraves diminueacute Donc

lantibiotique ne marche pas

C Support geacuteneacutetique de la reacutesistance

On peut avoir des mutations qui existent deacutejagrave ou des transferts de gegravenes

1 Mutations affectant des gegravenes preacute-existants

bull Deacutefinition Une mutation est un eacuteveacutenement rare (la freacutequence varie de 10-6 agrave 10-10) spontaneacute stable

heacutereacuteditaire de transmission verticale

bull Ces mutations peuvent concerner tous les gegravenes des gegravenes de structure ou de reacutegulation des gegravenes

porteacutes par le chromosome ou porteacutes par le plasmide

bull Dans le cadre de la reacutesistance aux antibiotiques il peut sagir de mutations

-dune porine (proteacuteine de la membrane externe) qui va disparaicirctre ou diminuer consideacuterablement de

diamegravetre entraicircnant alors une impermeacuteabiliteacute

-de lADN gyrase (cible des fluoroquinolones)

-dune proteacuteine ribosomique qui va entraicircner une reacutesistance aux antibiotiques qui ciblent les ribosomes -de

lARN polymeacuterase qui va entraicircner la reacutesistance agrave la rifampicine

bull Ce sont des mutations de gegravenes de structure qui entraicircnent une reacutesistance aux antibiotiques ciblant ces gegravenes

lagrave Le plus souvent une mutation confegravere la reacutesistance agrave un antibiotique ou agrave une famille dantibiotiques

puisque les mutations sont indeacutependantes et speacutecifiques

bull Lantibiotique nest pas mutagegravene mais va seacutelectionner les rares mutants qui existaient deacutejagrave au sein de la

population bacteacuterienne sensible Ces mutants navaient pas besoin de se deacutevelopper puisque ils neacutetaient

pas mis en contact avec lantibiotique

bull Conseacutequences neacutecessiteacute dassocier des antibiotiques dans certains cas

-tuberculose il faut associer quatre antibiotiques diffeacuterents pour ecirctre sucircr quau moins un des quatre va marcher

car cest une bacteacuterie qui mute beaucoup

-pour antibiotiques agrave forts taux de mutation quinolones rifampicine fosfomycine acide fusidique Il vaut

mieux les associer lorsquon a une infection seacutevegravere afin decirctre sucircr quau moins un des deux marche

9

bull Les mutations repreacutesentent agrave peu pregraves 10 agrave 20 de la reacutesistance

2 Reacutesistance par acquisition de gegravenes

bull Concerne 80-90 de la reacutesistance

bull Caracteacuteristiques Il y a trois meacutecanismes de transfert horizontal la transformation (cest de lADN libre les

bacteacuteries sont compeacutetentes) la conjugaison (neacutecessite un contact entre les bacteacuteries avec transfert de

plasmide) la transduction (meacutecanisme de transfert par lintermeacutediaire dun phage petit virus qui va injecter

de lADN bacteacuterien agrave linteacuterieur de la bacteacuterie reacuteceptrice) Par lintermeacutediaire de ces trois meacutecanismes on a

un apport dinformation geacuteneacutetique exogegravene via des eacuteleacutements geacuteneacutetiques mobiles portant des gegravenes de

reacutesistance

Ce scheacutema repreacutesente une bacteacuterie agrave linteacuterieur de laquelle se trouvent des eacuteleacutements extra-chromosomiques comme

le plasmide des eacuteleacutements geacuteneacutetiques mobiles (transposon et inteacutegron) Les transposons plus petits que le plasmide

peuvent ecirctre preacutesents sur le plasmide mais aussi sur le chromosome Linteacutegron encore plus petit nheacuteberge que des

gegravenes de reacutesistance et peut se situer sur le transposon sur le plasmide ou encore sur le chromosome

bull Les plasmides peuvent ecirctre transmis de faccedilon

horizontale plutocirct par conjugaison pour les bacteacuteries

agrave gram- et plutocirct par transduction pour les bacteacuteries agrave

gram+ Suivant le plasmide on a une speacutecificiteacute eacutetroite

ou large Quand on a une speacutecificiteacute large le plasmide

peut passer dune bacteacuterie dune espegravece diffeacuterente agrave une

autre Lorsque la speacutecificiteacute est eacutetroite le plasmide va

pouvoir ecirctre eacutechangeacute uniquement au sein de la mecircme

espegravece

bull Toutes les bacteacuteries peuvent seacutechanger des gegravenes par

ces meacutecanismes sauf les mycobacteacuteries Tous les

antibiotiques sont concerneacutes par cette reacutesistance par acquisition de gegravenes sauf les polymyxines et les

furanes

bull La notion de pression de seacutelection des antibiotiques est tregraves importante La bacteacuterie va devenir

reacutesistante si on la met en preacutesence dun antibiotique Si elle nest pas mise en contact avec lantibiotique

elle na pas besoin de transfeacuterer des gegravenes qui vont porter la reacutesistance aux antibiotiques Il faut avoir un

usage raisonneacute des antibiotiques prescrire un antibiotique nest pas anodin Si vous prescrivez un

antibiotique pour une infection virale on naura aucun effet sur linfection virale et on risque de

seacutelectionner des reacutesistances au sein des bacteacuteries naturellement preacutesentes dans lorganisme

D Meacutecanismes biochimiques de la reacutesistance

10

MECANISMES FONDAMENTAUX DE LA RESISTANCE

bull Inactivation de lrsquoantibiotique +++

-destruction de lrsquoATB

bull Alteacuteration de la cible de lrsquoATB

(Modification deacutegradation substitution)

modification de sa structure

bull Absence de peacuteneacutetration de lrsquoATB

diminution de la permeacuteabiliteacute (paroi porines)

Sortie excessive de lrsquoATB (efflux)

Exemple beacutetalactamines

1 Deacutefaut de peacuteneacutetration de lantibiotique Impermeacuteabiliteacute

On revient sur ce scheacutema (rappel les bacteacuteries gram- ont en plus la membrane externe)

Les antibiotiques peuvent passent par les

porines Il sagit dantibiotiques

hydrophiles et de petites tailles

Les antibiotiques hydrophobes passent

par le lipopolysaccharide Ils vont

deacutestructurer les lipopolysaccharides et

vont ensuite peacuteneacutetrer agrave travers les

phospholipides et les peptidoglycanes

11

bull Reacutesistance naturelle aux antibiotiques hydrophiles et de masse moleacuteculaire eacuteleveacutee (macrolides

glycopeptides) En effet ils ne vont pas pouvoir passer par la porine parce quils sont trop gros et comme

ils sont hydrophiles ils narrivent pas agrave deacutesorganiser le lipopolysaccharide Ce sont des antibiotiques qui

naturellement seront inactifs sur les bacteacuteries agrave gram- par impermeacuteabiliteacute

bull Reacutesistance acquise avec des mutations au niveau des gegravenes qui codent pour les porines On a alors une

disparition de la porine ou un diamegravetre plus eacutetroit Les antibiotiques ne pourront plus passer on parle

dimpermeacuteabiliteacute

2 Deacutefaut daccumulation de lantibiotique par efflux actif

La bacteacuterie va exporter lantibiotique en dehors delle-mecircme et ce pheacutenomegravene neacutecessite de leacutenergie

Lefflux actif peut concerner plusieurs familles dantibiotiques ou une seule famille dantibiotiques Lorsque

plusieurs familles dantibiotiques sont concerneacutees (fluoroquinolones teacutetracyclines aminosides β-

lactamines hellip) on parle de MDR (Multi Drug Resistance)

bull Ces systegravemes ne marchent quavec de leacutenergie Les proteacuteines de la membrane vont former un systegraveme

capable deffluer lantibiotique en dehors de la bacteacuterie Ce sont des systegravemes de proteacuteines

transmembranaires plus ou moins compliqueacutes

3 Inactivation enzymatique de lantibiotique

a Hydrolyse Exemple des β-lactamases hydrolysant les β

lactamines

bull Les enzymes vont ecirctre capables de deacutetruire les antibiotiques

bull Les β-lactamases sont nombreuses on peut les classer par leur deacuteterminisme geacuteneacutetique le spectre

dhydrolyse

bull Les β-lactamases hydrolysent et ouvrent le cycle β-lactame

En preacutesence deau et de β-lactamases on a ouverture du cycle β-lactame

On peut avoir des β-lactamases plasmidiques et des β-lactamases porteacutees par le chromosome

Les peacutenicillinases vont hydrolyser les peacutenicillines

bullNombreuses varieacuteteacutes exemples On a des

peacutenicillinases qui vont hydrolyser uniquement les peacutenicillines G et A Cela entraicircne une reacutesistance acquise

aux peacutenicillines G et A chez le staphylocoque doreacute Il sagit ici dun spectre eacutetroit de la β-lactamase Au

12

contraire les β-lactamases agrave spectre eacutetendu (BLSE) entraicircne une reacutesistance acquise agrave toutes les

peacutenicillines et agrave toutes les ceacutephalosporines Ca touche toutes les β-lactamines sauf les carbapeacutenegravemes

Ces BLSE on les trouve chez les enteacuterobacteacuteries (Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Enterobacter

aerogenes) surtout responsables dinfections nosocomiales Chez un patient hospitaliseacute en soins intensifs

on va rechercher toutes les semaines sil nest pas porteur de BLSE On cherche agrave savoir si les bacteacuteries au

niveau de son tube digestif portent cette BLSE Dans le cas ougrave le patient serait porteur il faudrait lisoler

Actuellement eacutemergent les carbapeacutenegravemases

b Modification exemple des enzymes modifiant les aminosides

Il peut sagir de

phosphorylases (phosphorylation

APH) de nucleacuteotides transfeacuterases

(nucleacuteotidylation ANT) des

aceacutetyltransfeacuterases (aceacutetylation

AAC)

Toutes ces transfeacuterases

vont apporter des modifications

sur les radicaux des aminosides et

vont les inactiver

4 Deacutefaut daffiniteacute de la cible de lantibiotique

a Modification du site daction de lantibiotique

bull Les sites daction des β-lactamines sont les PLP

bull Lorsque les PLP sont alteacutereacutees elles vont rendre la bacteacuterie insensible aux β-lactamines

On va prendre deux exemples une infection nosocomiale et une infection communautaire

-Le staphylocoque doreacute (staphylocoque aureus) est reacutesistant agrave la meacuteticilline (SARM)

Certains staphylocoques ont eacuteteacute capables de deacutevelopper un meacutecanisme de reacutesistance vis agrave vis de cette

peacutenicilline Pour cela ils ont acquis une PLP additionnelle appeleacutee PLP2a ou PLP2 de tregraves faible affiniteacute pour

la meacuteticilline et toutes les autres β-lactamines Ils deviennent donc reacutesistants agrave toutes β-lactamines

Cette PLP2a est codeacutee par le gegravene mecA inteacutegreacute dans le chromosome Son origine est inconnue mais il y a

probablement une transmission horizontale avec dautres espegraveces de staphylocoques

-Les pneumocoques de sensibiliteacute diminueacutee aux peacutenicillines (PSDP)

Dans ce cas il ne sagit pas de lacquisition dune nouvelle PLP mais dune modification dune PLP preacute-existante

Ceci entraine une diminution daffiniteacute des β-lactamines pour les PLP Il y a eu un reacutearrangement des gegravenes de

structure qui codent pour les PLP apregraves acquisition de mateacuteriel exogegravene par transformation

Le pneumocoque est une bacteacuterie naturellement compeacutetente (peut acqueacuterir naturellement de lADN libre) Il est

naturellement dans la gorge en mecircme temps que les streptocoques oraux Lorsquon donne des antibiotiques pour

une angine dorigine virale il va y avoir seacutelection de mutants reacutesistants au niveau des streptocoques oraux Des

mutations vont se produire au niveau des PLP des streptocoques oraux De faccedilon naturelle les streptocoques

oraux vont finir par ecirctre deacutetruits et on va avoir des fragments de gegravenes de PLP muteacutes qui vont se balader dans la

sphegravere ORL et vont pouvoir rentrer agrave linteacuterieur des pneumocoques Lorsque es gegravenes de PLP muteacutes vont rentreacutes

13

dans le pneumocoque il va y avoir substitution de la PLP muteacutee au niveau de la PLP sensible et donc un

reacutearrangement par recombinaison homologue

Les PLP alteacutereacutees sont codeacutees par des gegravenes laquo mosaiumlques raquo avec des blocs de seacutequences laquo sensibles raquo remplaceacutes par

des blocs de seacutequences laquo reacutesistantes raquo provenant de streptocoques non groupables commensaux

Cest de cette maniegravere que le pneumocoque est devenu reacutesistant aux β-lactamines et quon a commenceacute agrave sen

inquieacuteter en deacuteveloppant des campagnes LES ANTIBIOTIQUES CEST PAS AUTOMATIQUE

b Protection de la cible

bull La cible peut ecirctre modifieacutee mais aussi proteacutegeacutee

bull On va consideacuterer lexemple de la reacutesistance aux teacutetracyclines Certaines bacteacuteries ont acquis un gegravene Tet(M)

codant pour la proteacuteine Tet(M) qui va proteacuteger le ribosome de laction des teacutetracyclines La cible des

teacutetracyclines nest plus accessible et donc lantibiotique ne peut plus sy fixer

De la nature de ce meacutecanisme deacutependent

le niveau de reacutesistance suivant le meacutecanisme on a un niveau de reacutesistance plus ou moins eacuteleveacute et donc

une augmentation de la CMI plus ou moins eacuteleveacutee Par exemple limpermeacuteabiliteacute va multiplier par dix la

CMI de lantibiotique En revanche une enzyme peut entraicircner la multiplication de la CMI par un facteur

1000 Dans ce cas on est plus sucircr que la concentration de lantibiotique dans lorganisme puisse ecirctre

supeacuterieure agrave la CMI On a un risque deacutechec

bull plusieurs meacutecanismes de reacutesistance possibles pour un antibiotique

exemple on peut avoir une bacteacuterie qui a une β-lactamase qui va hydrolyser les β-lactamines un systegraveme defflux

pour faire sortir une β-lactamine hors de la bacteacuterie et une PLP modifieacutee

bull une reacutesistance croiseacutee ou non entre antibiotiques de mecircme famille ou de famille diffeacuterente

En reacutesumeacute Meacutecanismes principaux de reacutesistance en fonction de la famille drsquoATB

Beacuteta

lactamines

Essentiellement due agrave la synthegravese de beacutetalactamases (penicillinases ceacutephalosporinases blsehellip qui inactivent lATB Surtt pr les BGN

Pr les BGN il existe en plus une diminution de la permeacuteabiliteacute par modification des porines Pr les BGP diminution de lrsquoaffiniteacute des PLP pour les β-lactamines

Macrolides

La reacutesistance acquise aux macrolides est due principalement agrave la meacutethylation de la cible sur la sous-uniteacute 50S du ribosome empecircchant la liaison avec lrsquoantibiotique

Reacutesistance constitutive permanente=gt reacutesistance croiseacutee avec apparenteacutee linco et synergistine

Reacutesistance inductible par ATB =gt reacutesistance pour Macro Linco et synerG reste sensible

Teacutetra

cyclines

La reacutesistance est essentiellement de type plasmidique=gt Le meacutecanisme le + freacutequent est le blocage de lefflux mais aussi diminution de lrsquoaffiniteacute de la cible ribosomale

quinolones Lieacutee agrave des mutations de lADN gyrase ou des modifications de permeacuteabiliteacute agrave lATB

les reacutesistances drsquoorigine chromosomique Reacutesistance plasmidique ( QNR)

Aminosides

Reacutesistance naturelle Les aminosides doivent peacuteneacutetrer agrave linteacuterieur de la cellule ce quils font par diffusion passive et active

Certaines bacteacuteries sont impermeacuteables agrave la peacuteneacutetration passive des aminosides

Reacutesistance acquise Le plus souvent meacutedieacutee par un plasmide les bacteacuteries acquiegraverent la capaciteacute dinactiver lantibiotique

par adeacutenylation aceacutetylation ou phosphorylation dautres cas une mutation chromosomique peut modifier la sous-uniteacute 30S du ribosome

Rifampicine Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de

lenzyme cible lARN polymeacuterase Les reacutesistances st uniquement drsquoorigine chromosomique

Sulfamide Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de la

dihydropteacuteroate syntheacutetase

Vanco

mycine

la production dun preacutecurseur de peptidoglycane modifieacute sur lequel la vancomycine ne peut pas se fixer

pheacutenicoleacutes Principalement par production dune aceacutetyltransfeacuterase qui inactive lrsquoATB (plasmidique) ou

impermeacuteabiliteacute (chromosomique)

14

Anneacutee universitaire 20202021

FACMEDPHARM

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

LES ANTIBIOTIQUES EN PRATIQUE

Pour qursquoun antibiotique agisse il faut que la bacteacuterie y soit sensible (neacutecessaire mais pas suffisant) Il faut donc

introduire des notions drsquoactiviteacute de lrsquoantibiotique Il a y donc des notions qualitatives et quantitatives

Qualitatives - sensibiliteacute reacutesistant ou intermeacutediaire

Quantitatives - CMI (Concentration minimale inhibitrice)

A Mesure de lrsquoactiviteacute drsquoun antibiotique CMI

CMI la plus petite concentration qui inhibe toute culture visible (on voit les bacteacuteries agrave partir de 105

germesml) drsquoune souche bacteacuterienne

Pour calculer la CMI on utilise un bouillon de culture avec la bacteacuterie et plusieurs tubes avec des antibiotiques On

introduit dans le 1er tube une concentration de O5 mL drsquoantibiotique et on augmente dans les diffeacuterents tubes cette

concentration (+ un tube sans antibiotique) Puis on prend la bacteacuterie et on les met dans chaque tube (104 bacteacuteries)

Au bout de 24h agrave 37deg les tubes qui sont troubles ont eu une prolifeacuteration bacteacuterienne donc la bacteacuterie nrsquoest pas

morte A partir du tube de 4mL drsquoantibiotique le bouillon nrsquoest pas trouble donc la bacteacuterie a eacuteteacute tueacutee La CMI de

cet antibiotique est donc de 4mgL

B Sensibiliteacute et reacutesistance

Une souche est dite sensible lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement agrave dose habituelle par voie geacuteneacuterale

(Concentrations seacuteriques gt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 15mgL et le taux reacutesiduel de 5mgL cela veut dire

que dans le sang le taux sera supeacuterieur agrave la CMI (4mgL) Cet antibiotique est sensible

Une souche est dite reacutesistante lorsqursquoelle ne pourra pas ecirctre atteinte quel que soit le type de traitement

(Concentration seacuterique lt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 1mgL et le taux reacutesiduel de 05mgL Cet

antibiotique est reacutesistant car dans le sang la concentration drsquoantibiotique nrsquoest jamais supeacuterieure agrave la CMI

Une souche est dite intermeacutediaire lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement local ou par une augmentation de la

dose par voie geacuteneacuterale ou encore gracircce agrave une concentration physiologique particuliegravere

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 6mgL et le taux reacutesiduel de 3mgL la concentration

est un peu supeacuterieure agrave la CMI Il faut (si on peut car attention agrave la toxiciteacute) augmenter la posologie pour atteindre 8

Crsquoest un antibiotique intermeacutediaire

Si lrsquoantibiotique nrsquoa pas une concentration supeacuterieure agrave la CMI dans le sang mais supeacuterieure dans les urines (car

srsquoeacutelimine beaucoup) crsquoest aussi un intermeacutediaire Par exemple les aminosides srsquoeacuteliminent beaucoup et on en

retrouve en tregraves grande quantiteacute dans les urines donc dans la vessie Ils permettent donc de traiter des infections

urinaires BASSES (lagrave ougrave il y a de lrsquourine pas au niveau du rein ou il y a du sang ougrave la quantiteacute est moindre)

C Antibiogramme et CMI

Comme on ne peut pas connaicirctre toutes les CMI et les concentrations critiques (travail eacutenorme) on utilise en

routine des boicirctes de peacutetri ougrave lrsquoon met des disques chacun impreacutegneacutes drsquoun antibiotique Lrsquoantibiotique va se

deacutecharger sur la geacutelose agrave partir du centre donc plus on srsquoeacuteloigne du centre plus la concentration de lrsquoantibiotique

diminue

Si la bacteacuterie pousse au contact du disque la bacteacuterie est reacutesistante

Si on voit agrave un moment un arrecirct de la culture visible la bacteacuterie est sensible et on retrouve la deacutefinition (la plus

petite concentration qui inhibe toute culture visible) On va alors mesurer le diamegravetre sans culture visible et on va

comparer sur un graphique (donneacute par les fabricants) pour trouver la CMI correspondante Crsquoest une estimation de

la CMI

[C ] ATB mgl

24h agrave 37deg Lecture agrave 24 heures

22 44 88 00

55 11

To

CMI

15

D Mesure preacutecise de la CMI

Dans certaines pathologies (comme la meacuteningite) il faut avoir la CMI preacutecise On utilise la meacutethode de lrsquoE-test On

utilise des bandelettes qui libegraverent un gradient drsquoantibiotique dans le milieu et on mesure la vrai CMI

Principe de la lecture dun antibiogramme

Culture bacteacuterienne

diffusion [C]= 1d

d (zone dinhibition)

d Estimation de la CMI

64

30

20

10

005 4

16

Principe du Etestreg

E Les critegraveres de choix des antibiotiques

Le choix optimal drsquoun antibiotique deacutepend

- De la sensibiliteacute aux antibiotiques des bacteacuteries responsables de lrsquoinfection

- De la diffusion de lrsquoantibiotique au niveau du site de lrsquoinfection

- Des ATCDs du patient (Insuffisance Reacutenalehellip)

- De la toxiciteacute de lrsquoantibiotique

- De lrsquoEffet eacutecologique

- De lrsquoexpeacuterience du clinicien

- Du coucirct

F Le rocircle du laboratoire

- Faire lrsquoantibiogramme

- Deacuteterminer le type de reacutesistance

- Calculer la CMI

- Calculer la CMB (Concentration minimale bacteacutericide diminution de 4log de la concentration

bacteacuterienne avec lrsquoantibiotique)

- Effectuer le dosage des antibiotiques

- Faire des associations

Bacteacuteriostase Cest quand le nombre de bacteacuteries viables apregraves un temps dincubation donneacute avec un

antibiotique est infeacuterieur au nombre observeacute sur un eacutechantillon sans antibiotique

On a donc un ralentissement voire arrecirct de la

croissance bacteacuterienne quantifiable par la Concentration

Minimale Inhibitrice (CMI en mgL)

CMI Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle il ny a pas de croissance visible de la souche

bacteacuterienne les conditions de culture eacutetant standardiseacutees

(concentration minimale pour laquelle la courbe est plate agrave

droite)

17

Si lantibiotique na quune activiteacute bacteacuteriostatique le systegraveme immunitaire peut prendre en charge

la bacteacuterie affaiblie et finir de combattre linfection en revanche dans certains cas (plutocirct des infections

graves) on a besoin davoir un antibiotique bacteacutericide

Bacteacutericidie Cest quand le nombre de bacteacuteries tueacutees apregraves un

temps dincubation donneacute avec un antibiotique est infeacuterieur a

celui deacutetermineacute au temps T = 0

On a donc un arrecirct de la croissance avec

mortaliteacute quantifiable par la Concentration Minimale

Bacteacutericide (oui CMB en mgL)

CMB Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle leffet bacteacutericide souhaiteacute est de 9999 les

conditions de culture eacutetant standardiseacutees

Il y a des antibiotiques dont laction deacutepend de la

concentration et dautres dont laction deacutepend du temps (en

geacuteneacuteral leur action est plus lente que les antibiotiques

concentration-deacutependants)

- V Surveillance dun traitement ATB

- a) Surveillance clinique

- -efficaciteacute du traitement -reacutegression de la fiegravevre des signes geacuteneacuteraux et focaux

- -toleacuterance du traitement -recherche deffets secondaires des antibiotiques +++

- (allergie freacutequente avec les Beacuteta-lactamines)

- -arrecirct imeacutediat de la perfusion -gtpreacutevenir durgence un meacutedecin

- b) Surveillance bacteacuteriologique

- Antibiogramme appreacutecie la bacteacuteriostase +++

- -mesure du diamegravetre dinhibition de lATB lt--gt CMI de lATB

- Etude de lefficaciteacute des associations dantibiotiques in vitro pour seacutelection de couples dantibiotiques les +

efficaces sur la bacteacuterie viseacutee par lantibiotheacuterapie

- Attention association synergique+++-

- association indiffeacuterente

- association antagoniste

- association additive

- -Dosages seacuteriques des antibiotiques effectueacutes agrave des horaires preacutecis +++ (pic et taux reacutesiduel=valleacutee)

indiqueacutes dans linsuffisance heacutepatique et reacutenale

- -+ controcircle de lefficaciteacute et de la non toxiciteacute du traitement (risque reacutenal pour aminosides et

vancomycine risque auditif pour les aminosides)

- Seacuterie dheacutemocultures sur reacutesines (capteuses drsquoantibiotiques) apregraves 48 h de traitement dans les infections

graves (en particulier endocardites infectieuses)

- -agrave preacutelever avant une nouvelle injection dantibiotique si heacutemocultures positives --gt nouvel antibiogramme

(eacutevolution des reacutesistances du germe impliqueacute dans linfection)

Conclusion

Il y a de nombreux meacutecanismes de reacutesistance

Ces gegravenes de reacutesistance peuvent ecirctre mobilisables et eacutechangeacutes on peut avoir une modulation de lexpression de ces

gegravenes qui peuvent ecirctre plus ou moins transcrits ou une modification par mutation

Ces reacutesistances sont en augmentation du fait de la pression de seacutelection par lutilisation des

antibiotiques sur les flores bacteacuteriennes

18

On a apparition de bacteacuteries multireacutesistantes qui posent un problegraveme en milieu hospitalier

entraicircnant des infections nosocomiales chez des patients affaiblis pour lesquels nous navons plus

dantibiotiques

Il faut reacutealiser un antibiogramme pour savoir quel antibiotique on peut utiliser

Lutilisation des antibiotiques doit ecirctre rationnelle

Il faut surveiller leacutepideacutemiologie des bacteacuteries reacutesistantes aux antibiotiques Il a fallu rechercher des

nouveaux agents antibacteacuteriens ce qui signifie cribler les substances naturelles (pour cela on est repartis

sur des substances naturelles un peu neacutegligeacutees jusque-lagrave) bloquer les meacutecanismes de reacutesistance des

bacteacuteries aux antimicrobiens actuels identifier de nouvelles cibles bacteacuteriennes (possible gracircce agrave lapport

du geacutenome bacteacuterien)

TOP-TEN des bacteacuteries multi-reacutesistantes (BMR)et BHRe Bacteacuteries hautement reacutesistantes eacutemergentes

1) SARM Staphylocoque doreacute (Staphylococcus aureus) reacutesistant agrave la meacutethicilline =gt R toutes B-

lactamines

2) PSDP et PRDP Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) de sensibiliteacute diminueacutee ou reacutesistant agrave la

peacutenicilline =gt I toutes B-lactamines

3) BLSE bacille agrave Gram neacutegatif (enteacuterobacteacuteries le plus souvent) producteurs de B-lactamase agrave spectre

eacutetendu -gt R aux C3G

4) MDR-TB bacille de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) reacutesistant agrave lrsquoisoniazide et agrave la

rifampicine

5) Acinetobacter (A baumannii) reacutesistant agrave lrsquoimipeacutenegraveme

6) Bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) reacutesistant agrave tous les ATB sauf la colimycine

7) GISA Staphylocoque doreacute reacutesistant aux glycopeptides (vancomycine et teicoplanine)

8) EPC eacutentteacuterobacteacuteries productrices de carbapeacuteneacutemases BHRe

9) ERC enteacuterobacteacuteries reacutesistantes agrave la colistine BHRe

10) VRE enteacuterocoque ( faecium) reacutesistant agrave la vancomycine (+teicoplanine) BHRe

Bon Courage

2

3 Meacutecanisme daction

Il est tregraves variable selon la cible agrave linteacuterieur de la bacteacuterie Cest important de la connaicirctre pour savoir pourquoi la

bacteacuterie va pouvoir y reacutesister soit de faccedilon naturelle soit de maniegravere acquise

4 Modaliteacutes daction

Elles se reacutesument en deux notions un antibiotique peut arrecircter la croissance de la bacteacuterie

(bacteacuteriostase concerne tous les antibiotiques) etou tuer la bacteacuterie (bacteacutericidie)

5 Spectre dactiviteacute

Cest la liste des espegraveces bacteacuteriennes sur lesquelles un antibiotique est

susceptible dagir Il peut ecirctre large (activiteacute de lantibiotique sur la majoriteacute

des espegraveces gram + et gram -) ou eacutetroit ( ex anti staphylococciques

antituberculeux)

Il deacutepend de deux paramegravetres les reacutesistances naturelles des

espegraveces bacteacuteriennes et les reacutesistances acquises des souches qui

limitent le spectre initial de lantibiotique

Ex sur le tableau de droite on voit que la famille des β-lactamines

comporte des antibiotiques de spectres plutocirct eacutetroits pour les deux

premiers puis larges pour les deux restants

II Meacutecanismes daction

Il est existe 4 types linhibition des

proteacuteines de synthegravese linhibition de la

synthegravese ou de la fonction des acides

nucleacuteiques (linhibition de la

synthegravese des folates substances

du meacutetabolisme intermeacutediaire

aboutit a linhibition de la

production dacides nucleacuteiques)

inhibition de la biosynthegravese de la

paroi bacteacuterienne et les

antibiotiques ayant une action

directe sur la membrane

bacteacuterienne

A Antibiotique inhibant la biosynthegravese de la paroi bacteacuterienne

Les β-lactamines

Elles sont tregraves nombreuses avec comme noyau de base le cycle

β-lactame indispensable a lactiviteacute de lantibiotique Les moleacutecules sont classeacutees en fonction de la nature de leurs

cycles etou des radicaux Les cinq groupes citeacutes sont a retenir en grande prioriteacute les trois premiers

3

bull Les peacutenicillines

bull Les ceacutephalosporines

bull Les carbapeacutenegravemes (utiliseacutes surtout en milieu hospitalier)

bull Les monobactames

bull Les clavames

Les peacutenicillines

4 sous groupes utiliseacutes

Peacutenicilline G utilisation historique on ne sen sert plus aujourdhui cest celle deacutecouverte par

Flemming spectre eacutetroit (presque uniquement des gram +) Peacutenicilline V (orale)

Peacutenicilline M spectre tregraves eacutetroit anti-staphylococcique uniquement (meacuteticilline)

Peacutenicilline A ou aminopeacutenicillines elles ont le spectre de la peacutenicilline G eacutelargi agrave

quelques bacteacuteries gram -

Carboxypeacutenicillines ureacuteidopeacutenicillines large spectre actives sur pseudomonas aeruginosa

sutilisent principalement en milieu hospitalier

Les ceacutephalosporines

Tregraves utiliseacutees classeacutees en geacuteneacuterations (3) leur inteacuterecirct est laction quelles ont sur les grams - Le

degreacute dactiviteacute et le spectre des ceacutephalosporines augmentent de seacutelargissent avec les nouvelles geacuteneacuterations

(C1GltC2GltC3G)

Les carbapeacutenegravemes

En particulier lImipeacutenegraveme moleacutecule qui possegravede le spectre le plus large parmi les antibiotiques de plus elle est

tregraves stable vis agrave vis des β-lactamases Ertapeacutenegraveme Doripeacutenegraveme et Meacuteropeacutenegraveme

Les clavames (inhibiteurs de β-lactamases) associeacutes aux β-lactamines

ex laugmentin qui est une association de lamoxicilline (peacutenicilline A) et de lacide clavulanique (squelette deacuteriveacute

des peacutenicilline mais qui na pas dactiviteacute antibacteacuterienne propre se fixe sur les β-lactamases qui ne peuvent plus

deacutetruire lamoxicilline)Ac clavulanique Tazobactam et Sulbactam

les monobactames

Petites moleacutecules dont le noyau est limiteacute

au cycle β-lactame et dont le spectre est limiteacute

aux bacilles gram ndash aeacuterobies

Meacutecanisme daction

Scheacutema sur le peptidoglycane reacuteseau 3D de

sucres de chaines polyosidiques relieacutees entre elles par de

courtes chaines peptidiques (teacutetrapeptides)

Les β-lactamines ciblent des enzymes

notamment les PLP (proteacuteines liant les peacutenicillines dont

le nombre varie selon lespegravece bacteacuterienne) sur lesquelles

elles se fixent par analogie structurale pour les inhiber

Laffiniteacute pour les diffeacuterentes PLP varie selon

la moleacutecule de β-lactamine

4

Quand la β-lactamine se fixe sur les PLP elle inhibe la derniegravere eacutetape de la synthegravese du peptidoglycane

(formation des ponts peptidiques) ce qui implique quelles ne sont actives que sur des bacteacuteries en phase de

croissance

Effets des β-lactamines il y a deux types

bull Effet direct en se fixant sur les PLP elles entrainent la formation de spheacuteroplastes (bacteacuterie devient

ronde) et de filaments avec arrecirct de la croissance bacteacuterienne cest leffet de bacteacuteriostase

bull Effet indirect Bacteacutericidie due a lactivation des autolysines bacteacuteriennes (car la bacteacuterie va

deacutetruire le peptidoglycane dont la synthegravese a eacuteteacute avorteacutee par linhibition des PLP)

Glycopeptides

2 moleacutecules agrave retenir vancomycine et teicoplanine Les glycopeptides agissent eacutegalement sur la

derniegravere eacutetape de la synthegravese du peptidoglycane en inhibant le fonctionnement de certaines enzymes par

encombrement steacuterique

Ce sont des antibiotiques lentement bacteacutericides qui ne ciblent que les bacteacuteries gram + et sont

totalement inactifs sur les grams - eacutetant trop volumineux pour traverser la membrane externe (On les utilise surtout

en hocircpital sur des infections seacutevegraveres agrave staphylocoques meacuteticilline-reacutesistants et enteacuterocoques)

Fosfomycine

Cest un antibiotique naturel produit par notre organisme qui possegravede un spectre large (gram + et -) et

qui est capable de franchir la membrane cytoplasmique par transport actif son action se situe plutocirct au deacutebut de la

synthegravese du peptidoglycane

B Antibiotiques actifs sur les membranes

Ccedila peut aussi bien ecirctre sur la membrane externe (gram-) que sur la membrane cytoplasmique Une classe agrave

retenir les polymyxines avec un agent a connaicirctre la colistine Elles ciblent les

membranes lipidiques (externe et cytoplasmique) en agissant comme des deacutetergents cest agrave dire quelles

deacutesorganisent les membranes ce qui aboutit a la mort rapide des bacteacuteries les polymyxines sont donc

bacteacutericides (Et qui agissent sur des bacteacuteries en phase de croissance ou au repos)

C Antibiotiques inhibant la biosynthegravese des proteacuteines

Certains antibiotiques agissent sur la petite sous-uniteacute du ribosome 30s (teacutetracyclines et aminosides) et dautres sur

la grande 50s (macrolides et apparenteacutes)

2 Les teacutetracyclines

bull Structure noyau de quatre cycles portant des substituants 2 moleacutecules a connaicirctre la teacutetracycline

et la doxycycline ( une 3 eacuteme moleacutecule un peu moins importante la minocycline)

bull Meacutecanisme daction Se fixent sur la petite sous-uniteacute du ribosome et plus preacuteciseacutement sur lARNr 16s ce

qui inhibe la fixation du complexe acide amineacute-ARNt sur le site amineacute A du ribosome (phase de

reconnaissance) ce qui inhibe la synthegravese proteacuteique Leur action est bacteacuteriostatique

bull Spectre large sur beaucoup despegraveces gram + et gram - les mycoplasmes les chlamydiae mais au fil des

anneacutees de nombreuses reacutesistances sont apparues et leur large spectre daction peut creacuteer un deacuteseacutequilibre de

la flore digestive

3 Les aminosides

bull Moleacutecules agrave connaicirctre Amikacine et gentamicine (utilisation plutocirct hospitaliegravere car ils ont une

toxiciteacute auditive et reacutenale)

bull Meacutecanisme daction un peu particulier pour la peacuteneacutetration de lantibiotique qui se fait par transport actif

gracircce aux enzymes de la respiration bacteacuterienne Les bacteacuteries qui sont anaeacuterobie stricte ou facultatifs a

5

dominante anaeacuterobie (comme les streptocoques) et qui sont donc deacutepourvues dans enzymes de la

respiration bacteacuterienne (catalase oxydase cytochrome oxydase) sont insensibles aux aminosides A

linteacuterieur de la bacteacuterie ils se fixent sur lARNr 16s de la petite sous-uniteacute et inhibent la translocation

Ce sont des antibiotiques bacteacutericides

bull Spectre large

4 Macrolides lincosamides streptogramines keacutetolides = MLSK

Ce sont plusieurs groupes au sein dune mecircme grande famille Ils ont une structure diffeacuterente mais

un meacutecanisme daction similaire

Moleacutecules agrave connaitre

Macrolides eacuterythromycine azithromycine

Lincosamides clindamycine

Streptogramines pristinamycine

Keacutetolides teacutelithromycine

bull Meacutecanisme daction Se fixent sur lARNr 23s de la grande sous-uniteacute du ribosome inhibent la phase

deacutelongation entrainent des erreurs de lecture une interruption preacutematureacutee de la traduction du polypeptide

(en geacuteneacuteral on obtient de petits polypeptides de 4 agrave 5 acides amineacutes complegravetement inutiles agrave la bacteacuterie)

Ce sont des antibiotiques bacteacuteriostatiques

bull Spectre les MLSK sont actifs sur les gram + uniquement car ils ne peuvent pas franchir la

membrane externe des Gram - Cependant ils sont aussi actifs sur les bacteacuteries atypiques

mycoplasmes chlamydiae leacutegionnelles

D Antibiotique inhibant la biosynthegravese ou les fonctions des acides nucleacuteiques

On va prendre quatre exemples quinolones sulfamides et trimeacutethoprime rifampicine nitroimidazoleacutes

1 Quinolones et fluoroquinolones

On a plusieurs moleacutecules -les quinolones les premiegraveres sont les moins actives

-les fluoroquinolones plus actives

bull Moleacutecules Exemples Acide nalidixique (quinolones)

Ofloxacine ciprofloxacine (fluoroquinolones)

bull Meacutecanisme daction

Ces moleacutecules vont bloquer la synthegravese de lADN au niveau de deux enzymes qui ont un rocircle essentiel dans la

reacuteplication de lADN - ADN gyrase -Topoisomeacuterase IV

Ce sont des antibiotiques bacteacutericides

bull Spectre Les quinolones ont un spectre eacutetroit (essentiellement les enteacuterobacteacuteries)

Les fluoroquinolones ont un spectre beaucoup plus large (BGN BGP) Le fait davoir ajouteacute un

atome de fluor augmente le spectre (antibiotiques actifs pour les bacteacuteries agrave gram- et gram+)

2 Sulfamides et trimeacutethoprime

bull Meacutecanisme daction

ordm Ils inhibent la synthegravese des folates qui ont un rocircle dans la synthegravese des acides nucleacuteiques Donc en

inhibant la synthegravese des folates il va y avoir une inhibition de la synthegravese des acides nucleacuteiques

ordm Ces antibiotiques sont capables dinhiber des enzymes (inhibition compeacutetitive) ayant un rocircle dans la

synthegravese de lacide teacutetrahydrofolique preacutecurseur des bases puriques et pyrimidiques

ordm Les sulfamides et trimeacutethoprime inhibent chacun une eacutetape diffeacuterente de cette synthegravese car ils

inhibent chacun une enzyme diffeacuterente

ordm Les sulfamides et trimeacutethoprime seules sont bacteacuteriostatiques

6

Lorsquon associe les deux on a un nouvel antibiotique cotrimoxazole (Bactrim) bacteacutericide

3 Nitroimidazoleacutes

Ce sont des antibiotiques actifs agrave leacutetat reacuteduit et qui nagissent que sur les anaeacuterobies Ils vont se fixer

sur les deacuteriveacutes reacuteduits de lADN et entraicircnent une coupure des brins dADN Ils ont donc une action bacteacutericide

Un exemple agrave retenir tregraves utiliseacute sur les bacteacuteries en milieu anaeacuterobie le meacutetronidazole (Flagyl)

4 Rifampicine

Cet antibiotique inhibe lARN polymeacuterase ADN deacutependante et donc la transcription de lADN en ARNm

Cest un antituberculeux majeur

7

Anneacutee universitaire 20202021

FACULTE DE MEDECINE U3

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

Meacutecanismes de reacutesistance aux antibiotiques

III MECANISMES DE RESISTANCE AUX ANTIBIOTIQUES

bull Il sagit dun problegraveme de santeacute publique

bull Lantibiotique est un bien durable agrave proteacuteger A vouloir trop les utiliser et nimporte comment les

bacteacuteries y reacutesistent de plus en plus

bull Le pheacutenomegravene de reacutesistance aux antibiotiques est observeacute en milieu communautaire et en milieu

hospitalier (infections nosocomiales)

bull La reacutesistance est connue pour toutes les familles dantibiotiques et pour toutes les espegraveces bacteacuteriennes

Pas un antibiotique neacutechappe agrave la reacutesistance et pratiquement toutes les bacteacuteries sont capables de

deacutevelopper des reacutesistances agrave un antibiotique

A Caracteacuteristiques de la reacutesistance bacteacuterienne

bull Nous avons vu quil y a une eacutemergence plus ou moins rapide apregraves lintroduction de lantibiotique

bull Il faut 8 agrave 10 ans pour sortir un antibiotique sur le marcheacute Entre la synthegravese de la moleacutecule et

lutilisation chez le patient il y aura eu des eacutetudes en laboratoire qui auront essayeacute dobtenir des

reacutesistances pour voir comment ccedila marche et comment on peut les preacutevenir

bull La freacutequence est en augmentation et la reacutesistance varie selon les antibiotiques

bull La reacutesistance est transfeacuterable ce qui pose problegraveme pour le traitement des patients En effet on a des

gegravenes de reacutesistance qui peuvent ecirctre porteacutes sur des plasmides sur des transposons ou des inteacutegrons

bull La reacutesistance peut donc passer dune bacteacuterie agrave une autre et il peut y avoir une diffusion au sein des patients

dun mecircme service Il sagit alors dune diffusion eacutepideacutemique de certains gegravenes de reacutesistance

bull Tout dun coup on a tous les patients dune uniteacute de soins intensifs qui preacutesentent une bacteacuterie

multireacutesistante (BMR) Ceci est ducirc agrave une addition des meacutecanismes de reacutesistance

B Principaux types de reacutesistance

Il existe deux types de reacutesistance -naturelle

1 Reacutesistance naturelle

bull Elle va caracteacuteriser un genre ou une espegravece bacteacuterienne Cette reacutesistance naturelle va toucher toutes les

souches dune espegravece bacteacuterienne Cest le caractegravere normal de la bacteacuterie (on parle de pheacutenotype normal

ou laquo sauvage raquo)

bull Cette reacutesistance naturelle va deacutefinir le spectre clinique dun antibiotique

bull Pour quelle soit transmissible agrave toutes les souches dune espegravece il faut que cette reacutesistance soit porteacutee

par le chromosome bacteacuterien Ce gegravene peut ecirctre transmis verticalement

8

2 Reacutesistance acquise

bull Elle est propre agrave certaines souches dune espegravece Elle nutilise pas toutes les souches dune espegravece

bacteacuterienne

bull Sa proportion est variable dans le temps

bull Il y a acquisition dun ou plusieurs meacutecanismes de reacutesistance Contrairement agrave la reacutesistance

naturelle qui est un pheacutenotype normal on a ici un pheacutenotype anormal

bull La transmission horizontale est possible Elle est permise par des les plasmides ou les transposons qui

sont des eacuteleacutements transfeacuterables La bacteacuterie qui a acquis ce meacutecanisme de reacutesistance peut le transfeacuterer agrave

la voisine cest la diffusion eacutepideacutemique

bull On a des espegraveces qui sont plus concerneacutees que dautres par ce meacutecanisme de transmission acquise Il sagit

de bacteacuteries agrave gram+ comme le staphylocoque et le pneumocoque mais aussi de bacteacuteries agrave gram- Ca

existe aussi pour des espegraveces habituellement sensibles

Voici un antibiogramme Sur cette boicircte de geacutelose on a mis

la bacteacuterie et on deacutepose ensuite des disques contenant des

concentrations connues dantibiotiques Autour des disques

se trouvent les diamegravetres dinhibition de croissance Apregraves

avoir mesureacute les diamegravetres on peut dire si la bacteacuterie est

sensible ou reacutesistante

Sur la premiegravere image la souche est sensible agrave tous les

antibiotiques pour lesquels elle est testeacutee Sur la seconde

image la souche a acquis des meacutecanismes de reacutesistance En

effet pour certains antibiotiques la bacteacuterie pousse au

contact du disque le diamegravetre est tregraves diminueacute Donc

lantibiotique ne marche pas

C Support geacuteneacutetique de la reacutesistance

On peut avoir des mutations qui existent deacutejagrave ou des transferts de gegravenes

1 Mutations affectant des gegravenes preacute-existants

bull Deacutefinition Une mutation est un eacuteveacutenement rare (la freacutequence varie de 10-6 agrave 10-10) spontaneacute stable

heacutereacuteditaire de transmission verticale

bull Ces mutations peuvent concerner tous les gegravenes des gegravenes de structure ou de reacutegulation des gegravenes

porteacutes par le chromosome ou porteacutes par le plasmide

bull Dans le cadre de la reacutesistance aux antibiotiques il peut sagir de mutations

-dune porine (proteacuteine de la membrane externe) qui va disparaicirctre ou diminuer consideacuterablement de

diamegravetre entraicircnant alors une impermeacuteabiliteacute

-de lADN gyrase (cible des fluoroquinolones)

-dune proteacuteine ribosomique qui va entraicircner une reacutesistance aux antibiotiques qui ciblent les ribosomes -de

lARN polymeacuterase qui va entraicircner la reacutesistance agrave la rifampicine

bull Ce sont des mutations de gegravenes de structure qui entraicircnent une reacutesistance aux antibiotiques ciblant ces gegravenes

lagrave Le plus souvent une mutation confegravere la reacutesistance agrave un antibiotique ou agrave une famille dantibiotiques

puisque les mutations sont indeacutependantes et speacutecifiques

bull Lantibiotique nest pas mutagegravene mais va seacutelectionner les rares mutants qui existaient deacutejagrave au sein de la

population bacteacuterienne sensible Ces mutants navaient pas besoin de se deacutevelopper puisque ils neacutetaient

pas mis en contact avec lantibiotique

bull Conseacutequences neacutecessiteacute dassocier des antibiotiques dans certains cas

-tuberculose il faut associer quatre antibiotiques diffeacuterents pour ecirctre sucircr quau moins un des quatre va marcher

car cest une bacteacuterie qui mute beaucoup

-pour antibiotiques agrave forts taux de mutation quinolones rifampicine fosfomycine acide fusidique Il vaut

mieux les associer lorsquon a une infection seacutevegravere afin decirctre sucircr quau moins un des deux marche

9

bull Les mutations repreacutesentent agrave peu pregraves 10 agrave 20 de la reacutesistance

2 Reacutesistance par acquisition de gegravenes

bull Concerne 80-90 de la reacutesistance

bull Caracteacuteristiques Il y a trois meacutecanismes de transfert horizontal la transformation (cest de lADN libre les

bacteacuteries sont compeacutetentes) la conjugaison (neacutecessite un contact entre les bacteacuteries avec transfert de

plasmide) la transduction (meacutecanisme de transfert par lintermeacutediaire dun phage petit virus qui va injecter

de lADN bacteacuterien agrave linteacuterieur de la bacteacuterie reacuteceptrice) Par lintermeacutediaire de ces trois meacutecanismes on a

un apport dinformation geacuteneacutetique exogegravene via des eacuteleacutements geacuteneacutetiques mobiles portant des gegravenes de

reacutesistance

Ce scheacutema repreacutesente une bacteacuterie agrave linteacuterieur de laquelle se trouvent des eacuteleacutements extra-chromosomiques comme

le plasmide des eacuteleacutements geacuteneacutetiques mobiles (transposon et inteacutegron) Les transposons plus petits que le plasmide

peuvent ecirctre preacutesents sur le plasmide mais aussi sur le chromosome Linteacutegron encore plus petit nheacuteberge que des

gegravenes de reacutesistance et peut se situer sur le transposon sur le plasmide ou encore sur le chromosome

bull Les plasmides peuvent ecirctre transmis de faccedilon

horizontale plutocirct par conjugaison pour les bacteacuteries

agrave gram- et plutocirct par transduction pour les bacteacuteries agrave

gram+ Suivant le plasmide on a une speacutecificiteacute eacutetroite

ou large Quand on a une speacutecificiteacute large le plasmide

peut passer dune bacteacuterie dune espegravece diffeacuterente agrave une

autre Lorsque la speacutecificiteacute est eacutetroite le plasmide va

pouvoir ecirctre eacutechangeacute uniquement au sein de la mecircme

espegravece

bull Toutes les bacteacuteries peuvent seacutechanger des gegravenes par

ces meacutecanismes sauf les mycobacteacuteries Tous les

antibiotiques sont concerneacutes par cette reacutesistance par acquisition de gegravenes sauf les polymyxines et les

furanes

bull La notion de pression de seacutelection des antibiotiques est tregraves importante La bacteacuterie va devenir

reacutesistante si on la met en preacutesence dun antibiotique Si elle nest pas mise en contact avec lantibiotique

elle na pas besoin de transfeacuterer des gegravenes qui vont porter la reacutesistance aux antibiotiques Il faut avoir un

usage raisonneacute des antibiotiques prescrire un antibiotique nest pas anodin Si vous prescrivez un

antibiotique pour une infection virale on naura aucun effet sur linfection virale et on risque de

seacutelectionner des reacutesistances au sein des bacteacuteries naturellement preacutesentes dans lorganisme

D Meacutecanismes biochimiques de la reacutesistance

10

MECANISMES FONDAMENTAUX DE LA RESISTANCE

bull Inactivation de lrsquoantibiotique +++

-destruction de lrsquoATB

bull Alteacuteration de la cible de lrsquoATB

(Modification deacutegradation substitution)

modification de sa structure

bull Absence de peacuteneacutetration de lrsquoATB

diminution de la permeacuteabiliteacute (paroi porines)

Sortie excessive de lrsquoATB (efflux)

Exemple beacutetalactamines

1 Deacutefaut de peacuteneacutetration de lantibiotique Impermeacuteabiliteacute

On revient sur ce scheacutema (rappel les bacteacuteries gram- ont en plus la membrane externe)

Les antibiotiques peuvent passent par les

porines Il sagit dantibiotiques

hydrophiles et de petites tailles

Les antibiotiques hydrophobes passent

par le lipopolysaccharide Ils vont

deacutestructurer les lipopolysaccharides et

vont ensuite peacuteneacutetrer agrave travers les

phospholipides et les peptidoglycanes

11

bull Reacutesistance naturelle aux antibiotiques hydrophiles et de masse moleacuteculaire eacuteleveacutee (macrolides

glycopeptides) En effet ils ne vont pas pouvoir passer par la porine parce quils sont trop gros et comme

ils sont hydrophiles ils narrivent pas agrave deacutesorganiser le lipopolysaccharide Ce sont des antibiotiques qui

naturellement seront inactifs sur les bacteacuteries agrave gram- par impermeacuteabiliteacute

bull Reacutesistance acquise avec des mutations au niveau des gegravenes qui codent pour les porines On a alors une

disparition de la porine ou un diamegravetre plus eacutetroit Les antibiotiques ne pourront plus passer on parle

dimpermeacuteabiliteacute

2 Deacutefaut daccumulation de lantibiotique par efflux actif

La bacteacuterie va exporter lantibiotique en dehors delle-mecircme et ce pheacutenomegravene neacutecessite de leacutenergie

Lefflux actif peut concerner plusieurs familles dantibiotiques ou une seule famille dantibiotiques Lorsque

plusieurs familles dantibiotiques sont concerneacutees (fluoroquinolones teacutetracyclines aminosides β-

lactamines hellip) on parle de MDR (Multi Drug Resistance)

bull Ces systegravemes ne marchent quavec de leacutenergie Les proteacuteines de la membrane vont former un systegraveme

capable deffluer lantibiotique en dehors de la bacteacuterie Ce sont des systegravemes de proteacuteines

transmembranaires plus ou moins compliqueacutes

3 Inactivation enzymatique de lantibiotique

a Hydrolyse Exemple des β-lactamases hydrolysant les β

lactamines

bull Les enzymes vont ecirctre capables de deacutetruire les antibiotiques

bull Les β-lactamases sont nombreuses on peut les classer par leur deacuteterminisme geacuteneacutetique le spectre

dhydrolyse

bull Les β-lactamases hydrolysent et ouvrent le cycle β-lactame

En preacutesence deau et de β-lactamases on a ouverture du cycle β-lactame

On peut avoir des β-lactamases plasmidiques et des β-lactamases porteacutees par le chromosome

Les peacutenicillinases vont hydrolyser les peacutenicillines

bullNombreuses varieacuteteacutes exemples On a des

peacutenicillinases qui vont hydrolyser uniquement les peacutenicillines G et A Cela entraicircne une reacutesistance acquise

aux peacutenicillines G et A chez le staphylocoque doreacute Il sagit ici dun spectre eacutetroit de la β-lactamase Au

12

contraire les β-lactamases agrave spectre eacutetendu (BLSE) entraicircne une reacutesistance acquise agrave toutes les

peacutenicillines et agrave toutes les ceacutephalosporines Ca touche toutes les β-lactamines sauf les carbapeacutenegravemes

Ces BLSE on les trouve chez les enteacuterobacteacuteries (Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Enterobacter

aerogenes) surtout responsables dinfections nosocomiales Chez un patient hospitaliseacute en soins intensifs

on va rechercher toutes les semaines sil nest pas porteur de BLSE On cherche agrave savoir si les bacteacuteries au

niveau de son tube digestif portent cette BLSE Dans le cas ougrave le patient serait porteur il faudrait lisoler

Actuellement eacutemergent les carbapeacutenegravemases

b Modification exemple des enzymes modifiant les aminosides

Il peut sagir de

phosphorylases (phosphorylation

APH) de nucleacuteotides transfeacuterases

(nucleacuteotidylation ANT) des

aceacutetyltransfeacuterases (aceacutetylation

AAC)

Toutes ces transfeacuterases

vont apporter des modifications

sur les radicaux des aminosides et

vont les inactiver

4 Deacutefaut daffiniteacute de la cible de lantibiotique

a Modification du site daction de lantibiotique

bull Les sites daction des β-lactamines sont les PLP

bull Lorsque les PLP sont alteacutereacutees elles vont rendre la bacteacuterie insensible aux β-lactamines

On va prendre deux exemples une infection nosocomiale et une infection communautaire

-Le staphylocoque doreacute (staphylocoque aureus) est reacutesistant agrave la meacuteticilline (SARM)

Certains staphylocoques ont eacuteteacute capables de deacutevelopper un meacutecanisme de reacutesistance vis agrave vis de cette

peacutenicilline Pour cela ils ont acquis une PLP additionnelle appeleacutee PLP2a ou PLP2 de tregraves faible affiniteacute pour

la meacuteticilline et toutes les autres β-lactamines Ils deviennent donc reacutesistants agrave toutes β-lactamines

Cette PLP2a est codeacutee par le gegravene mecA inteacutegreacute dans le chromosome Son origine est inconnue mais il y a

probablement une transmission horizontale avec dautres espegraveces de staphylocoques

-Les pneumocoques de sensibiliteacute diminueacutee aux peacutenicillines (PSDP)

Dans ce cas il ne sagit pas de lacquisition dune nouvelle PLP mais dune modification dune PLP preacute-existante

Ceci entraine une diminution daffiniteacute des β-lactamines pour les PLP Il y a eu un reacutearrangement des gegravenes de

structure qui codent pour les PLP apregraves acquisition de mateacuteriel exogegravene par transformation

Le pneumocoque est une bacteacuterie naturellement compeacutetente (peut acqueacuterir naturellement de lADN libre) Il est

naturellement dans la gorge en mecircme temps que les streptocoques oraux Lorsquon donne des antibiotiques pour

une angine dorigine virale il va y avoir seacutelection de mutants reacutesistants au niveau des streptocoques oraux Des

mutations vont se produire au niveau des PLP des streptocoques oraux De faccedilon naturelle les streptocoques

oraux vont finir par ecirctre deacutetruits et on va avoir des fragments de gegravenes de PLP muteacutes qui vont se balader dans la

sphegravere ORL et vont pouvoir rentrer agrave linteacuterieur des pneumocoques Lorsque es gegravenes de PLP muteacutes vont rentreacutes

13

dans le pneumocoque il va y avoir substitution de la PLP muteacutee au niveau de la PLP sensible et donc un

reacutearrangement par recombinaison homologue

Les PLP alteacutereacutees sont codeacutees par des gegravenes laquo mosaiumlques raquo avec des blocs de seacutequences laquo sensibles raquo remplaceacutes par

des blocs de seacutequences laquo reacutesistantes raquo provenant de streptocoques non groupables commensaux

Cest de cette maniegravere que le pneumocoque est devenu reacutesistant aux β-lactamines et quon a commenceacute agrave sen

inquieacuteter en deacuteveloppant des campagnes LES ANTIBIOTIQUES CEST PAS AUTOMATIQUE

b Protection de la cible

bull La cible peut ecirctre modifieacutee mais aussi proteacutegeacutee

bull On va consideacuterer lexemple de la reacutesistance aux teacutetracyclines Certaines bacteacuteries ont acquis un gegravene Tet(M)

codant pour la proteacuteine Tet(M) qui va proteacuteger le ribosome de laction des teacutetracyclines La cible des

teacutetracyclines nest plus accessible et donc lantibiotique ne peut plus sy fixer

De la nature de ce meacutecanisme deacutependent

le niveau de reacutesistance suivant le meacutecanisme on a un niveau de reacutesistance plus ou moins eacuteleveacute et donc

une augmentation de la CMI plus ou moins eacuteleveacutee Par exemple limpermeacuteabiliteacute va multiplier par dix la

CMI de lantibiotique En revanche une enzyme peut entraicircner la multiplication de la CMI par un facteur

1000 Dans ce cas on est plus sucircr que la concentration de lantibiotique dans lorganisme puisse ecirctre

supeacuterieure agrave la CMI On a un risque deacutechec

bull plusieurs meacutecanismes de reacutesistance possibles pour un antibiotique

exemple on peut avoir une bacteacuterie qui a une β-lactamase qui va hydrolyser les β-lactamines un systegraveme defflux

pour faire sortir une β-lactamine hors de la bacteacuterie et une PLP modifieacutee

bull une reacutesistance croiseacutee ou non entre antibiotiques de mecircme famille ou de famille diffeacuterente

En reacutesumeacute Meacutecanismes principaux de reacutesistance en fonction de la famille drsquoATB

Beacuteta

lactamines

Essentiellement due agrave la synthegravese de beacutetalactamases (penicillinases ceacutephalosporinases blsehellip qui inactivent lATB Surtt pr les BGN

Pr les BGN il existe en plus une diminution de la permeacuteabiliteacute par modification des porines Pr les BGP diminution de lrsquoaffiniteacute des PLP pour les β-lactamines

Macrolides

La reacutesistance acquise aux macrolides est due principalement agrave la meacutethylation de la cible sur la sous-uniteacute 50S du ribosome empecircchant la liaison avec lrsquoantibiotique

Reacutesistance constitutive permanente=gt reacutesistance croiseacutee avec apparenteacutee linco et synergistine

Reacutesistance inductible par ATB =gt reacutesistance pour Macro Linco et synerG reste sensible

Teacutetra

cyclines

La reacutesistance est essentiellement de type plasmidique=gt Le meacutecanisme le + freacutequent est le blocage de lefflux mais aussi diminution de lrsquoaffiniteacute de la cible ribosomale

quinolones Lieacutee agrave des mutations de lADN gyrase ou des modifications de permeacuteabiliteacute agrave lATB

les reacutesistances drsquoorigine chromosomique Reacutesistance plasmidique ( QNR)

Aminosides

Reacutesistance naturelle Les aminosides doivent peacuteneacutetrer agrave linteacuterieur de la cellule ce quils font par diffusion passive et active

Certaines bacteacuteries sont impermeacuteables agrave la peacuteneacutetration passive des aminosides

Reacutesistance acquise Le plus souvent meacutedieacutee par un plasmide les bacteacuteries acquiegraverent la capaciteacute dinactiver lantibiotique

par adeacutenylation aceacutetylation ou phosphorylation dautres cas une mutation chromosomique peut modifier la sous-uniteacute 30S du ribosome

Rifampicine Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de

lenzyme cible lARN polymeacuterase Les reacutesistances st uniquement drsquoorigine chromosomique

Sulfamide Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de la

dihydropteacuteroate syntheacutetase

Vanco

mycine

la production dun preacutecurseur de peptidoglycane modifieacute sur lequel la vancomycine ne peut pas se fixer

pheacutenicoleacutes Principalement par production dune aceacutetyltransfeacuterase qui inactive lrsquoATB (plasmidique) ou

impermeacuteabiliteacute (chromosomique)

14

Anneacutee universitaire 20202021

FACMEDPHARM

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

LES ANTIBIOTIQUES EN PRATIQUE

Pour qursquoun antibiotique agisse il faut que la bacteacuterie y soit sensible (neacutecessaire mais pas suffisant) Il faut donc

introduire des notions drsquoactiviteacute de lrsquoantibiotique Il a y donc des notions qualitatives et quantitatives

Qualitatives - sensibiliteacute reacutesistant ou intermeacutediaire

Quantitatives - CMI (Concentration minimale inhibitrice)

A Mesure de lrsquoactiviteacute drsquoun antibiotique CMI

CMI la plus petite concentration qui inhibe toute culture visible (on voit les bacteacuteries agrave partir de 105

germesml) drsquoune souche bacteacuterienne

Pour calculer la CMI on utilise un bouillon de culture avec la bacteacuterie et plusieurs tubes avec des antibiotiques On

introduit dans le 1er tube une concentration de O5 mL drsquoantibiotique et on augmente dans les diffeacuterents tubes cette

concentration (+ un tube sans antibiotique) Puis on prend la bacteacuterie et on les met dans chaque tube (104 bacteacuteries)

Au bout de 24h agrave 37deg les tubes qui sont troubles ont eu une prolifeacuteration bacteacuterienne donc la bacteacuterie nrsquoest pas

morte A partir du tube de 4mL drsquoantibiotique le bouillon nrsquoest pas trouble donc la bacteacuterie a eacuteteacute tueacutee La CMI de

cet antibiotique est donc de 4mgL

B Sensibiliteacute et reacutesistance

Une souche est dite sensible lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement agrave dose habituelle par voie geacuteneacuterale

(Concentrations seacuteriques gt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 15mgL et le taux reacutesiduel de 5mgL cela veut dire

que dans le sang le taux sera supeacuterieur agrave la CMI (4mgL) Cet antibiotique est sensible

Une souche est dite reacutesistante lorsqursquoelle ne pourra pas ecirctre atteinte quel que soit le type de traitement

(Concentration seacuterique lt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 1mgL et le taux reacutesiduel de 05mgL Cet

antibiotique est reacutesistant car dans le sang la concentration drsquoantibiotique nrsquoest jamais supeacuterieure agrave la CMI

Une souche est dite intermeacutediaire lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement local ou par une augmentation de la

dose par voie geacuteneacuterale ou encore gracircce agrave une concentration physiologique particuliegravere

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 6mgL et le taux reacutesiduel de 3mgL la concentration

est un peu supeacuterieure agrave la CMI Il faut (si on peut car attention agrave la toxiciteacute) augmenter la posologie pour atteindre 8

Crsquoest un antibiotique intermeacutediaire

Si lrsquoantibiotique nrsquoa pas une concentration supeacuterieure agrave la CMI dans le sang mais supeacuterieure dans les urines (car

srsquoeacutelimine beaucoup) crsquoest aussi un intermeacutediaire Par exemple les aminosides srsquoeacuteliminent beaucoup et on en

retrouve en tregraves grande quantiteacute dans les urines donc dans la vessie Ils permettent donc de traiter des infections

urinaires BASSES (lagrave ougrave il y a de lrsquourine pas au niveau du rein ou il y a du sang ougrave la quantiteacute est moindre)

C Antibiogramme et CMI

Comme on ne peut pas connaicirctre toutes les CMI et les concentrations critiques (travail eacutenorme) on utilise en

routine des boicirctes de peacutetri ougrave lrsquoon met des disques chacun impreacutegneacutes drsquoun antibiotique Lrsquoantibiotique va se

deacutecharger sur la geacutelose agrave partir du centre donc plus on srsquoeacuteloigne du centre plus la concentration de lrsquoantibiotique

diminue

Si la bacteacuterie pousse au contact du disque la bacteacuterie est reacutesistante

Si on voit agrave un moment un arrecirct de la culture visible la bacteacuterie est sensible et on retrouve la deacutefinition (la plus

petite concentration qui inhibe toute culture visible) On va alors mesurer le diamegravetre sans culture visible et on va

comparer sur un graphique (donneacute par les fabricants) pour trouver la CMI correspondante Crsquoest une estimation de

la CMI

[C ] ATB mgl

24h agrave 37deg Lecture agrave 24 heures

22 44 88 00

55 11

To

CMI

15

D Mesure preacutecise de la CMI

Dans certaines pathologies (comme la meacuteningite) il faut avoir la CMI preacutecise On utilise la meacutethode de lrsquoE-test On

utilise des bandelettes qui libegraverent un gradient drsquoantibiotique dans le milieu et on mesure la vrai CMI

Principe de la lecture dun antibiogramme

Culture bacteacuterienne

diffusion [C]= 1d

d (zone dinhibition)

d Estimation de la CMI

64

30

20

10

005 4

16

Principe du Etestreg

E Les critegraveres de choix des antibiotiques

Le choix optimal drsquoun antibiotique deacutepend

- De la sensibiliteacute aux antibiotiques des bacteacuteries responsables de lrsquoinfection

- De la diffusion de lrsquoantibiotique au niveau du site de lrsquoinfection

- Des ATCDs du patient (Insuffisance Reacutenalehellip)

- De la toxiciteacute de lrsquoantibiotique

- De lrsquoEffet eacutecologique

- De lrsquoexpeacuterience du clinicien

- Du coucirct

F Le rocircle du laboratoire

- Faire lrsquoantibiogramme

- Deacuteterminer le type de reacutesistance

- Calculer la CMI

- Calculer la CMB (Concentration minimale bacteacutericide diminution de 4log de la concentration

bacteacuterienne avec lrsquoantibiotique)

- Effectuer le dosage des antibiotiques

- Faire des associations

Bacteacuteriostase Cest quand le nombre de bacteacuteries viables apregraves un temps dincubation donneacute avec un

antibiotique est infeacuterieur au nombre observeacute sur un eacutechantillon sans antibiotique

On a donc un ralentissement voire arrecirct de la

croissance bacteacuterienne quantifiable par la Concentration

Minimale Inhibitrice (CMI en mgL)

CMI Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle il ny a pas de croissance visible de la souche

bacteacuterienne les conditions de culture eacutetant standardiseacutees

(concentration minimale pour laquelle la courbe est plate agrave

droite)

17

Si lantibiotique na quune activiteacute bacteacuteriostatique le systegraveme immunitaire peut prendre en charge

la bacteacuterie affaiblie et finir de combattre linfection en revanche dans certains cas (plutocirct des infections

graves) on a besoin davoir un antibiotique bacteacutericide

Bacteacutericidie Cest quand le nombre de bacteacuteries tueacutees apregraves un

temps dincubation donneacute avec un antibiotique est infeacuterieur a

celui deacutetermineacute au temps T = 0

On a donc un arrecirct de la croissance avec

mortaliteacute quantifiable par la Concentration Minimale

Bacteacutericide (oui CMB en mgL)

CMB Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle leffet bacteacutericide souhaiteacute est de 9999 les

conditions de culture eacutetant standardiseacutees

Il y a des antibiotiques dont laction deacutepend de la

concentration et dautres dont laction deacutepend du temps (en

geacuteneacuteral leur action est plus lente que les antibiotiques

concentration-deacutependants)

- V Surveillance dun traitement ATB

- a) Surveillance clinique

- -efficaciteacute du traitement -reacutegression de la fiegravevre des signes geacuteneacuteraux et focaux

- -toleacuterance du traitement -recherche deffets secondaires des antibiotiques +++

- (allergie freacutequente avec les Beacuteta-lactamines)

- -arrecirct imeacutediat de la perfusion -gtpreacutevenir durgence un meacutedecin

- b) Surveillance bacteacuteriologique

- Antibiogramme appreacutecie la bacteacuteriostase +++

- -mesure du diamegravetre dinhibition de lATB lt--gt CMI de lATB

- Etude de lefficaciteacute des associations dantibiotiques in vitro pour seacutelection de couples dantibiotiques les +

efficaces sur la bacteacuterie viseacutee par lantibiotheacuterapie

- Attention association synergique+++-

- association indiffeacuterente

- association antagoniste

- association additive

- -Dosages seacuteriques des antibiotiques effectueacutes agrave des horaires preacutecis +++ (pic et taux reacutesiduel=valleacutee)

indiqueacutes dans linsuffisance heacutepatique et reacutenale

- -+ controcircle de lefficaciteacute et de la non toxiciteacute du traitement (risque reacutenal pour aminosides et

vancomycine risque auditif pour les aminosides)

- Seacuterie dheacutemocultures sur reacutesines (capteuses drsquoantibiotiques) apregraves 48 h de traitement dans les infections

graves (en particulier endocardites infectieuses)

- -agrave preacutelever avant une nouvelle injection dantibiotique si heacutemocultures positives --gt nouvel antibiogramme

(eacutevolution des reacutesistances du germe impliqueacute dans linfection)

Conclusion

Il y a de nombreux meacutecanismes de reacutesistance

Ces gegravenes de reacutesistance peuvent ecirctre mobilisables et eacutechangeacutes on peut avoir une modulation de lexpression de ces

gegravenes qui peuvent ecirctre plus ou moins transcrits ou une modification par mutation

Ces reacutesistances sont en augmentation du fait de la pression de seacutelection par lutilisation des

antibiotiques sur les flores bacteacuteriennes

18

On a apparition de bacteacuteries multireacutesistantes qui posent un problegraveme en milieu hospitalier

entraicircnant des infections nosocomiales chez des patients affaiblis pour lesquels nous navons plus

dantibiotiques

Il faut reacutealiser un antibiogramme pour savoir quel antibiotique on peut utiliser

Lutilisation des antibiotiques doit ecirctre rationnelle

Il faut surveiller leacutepideacutemiologie des bacteacuteries reacutesistantes aux antibiotiques Il a fallu rechercher des

nouveaux agents antibacteacuteriens ce qui signifie cribler les substances naturelles (pour cela on est repartis

sur des substances naturelles un peu neacutegligeacutees jusque-lagrave) bloquer les meacutecanismes de reacutesistance des

bacteacuteries aux antimicrobiens actuels identifier de nouvelles cibles bacteacuteriennes (possible gracircce agrave lapport

du geacutenome bacteacuterien)

TOP-TEN des bacteacuteries multi-reacutesistantes (BMR)et BHRe Bacteacuteries hautement reacutesistantes eacutemergentes

1) SARM Staphylocoque doreacute (Staphylococcus aureus) reacutesistant agrave la meacutethicilline =gt R toutes B-

lactamines

2) PSDP et PRDP Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) de sensibiliteacute diminueacutee ou reacutesistant agrave la

peacutenicilline =gt I toutes B-lactamines

3) BLSE bacille agrave Gram neacutegatif (enteacuterobacteacuteries le plus souvent) producteurs de B-lactamase agrave spectre

eacutetendu -gt R aux C3G

4) MDR-TB bacille de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) reacutesistant agrave lrsquoisoniazide et agrave la

rifampicine

5) Acinetobacter (A baumannii) reacutesistant agrave lrsquoimipeacutenegraveme

6) Bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) reacutesistant agrave tous les ATB sauf la colimycine

7) GISA Staphylocoque doreacute reacutesistant aux glycopeptides (vancomycine et teicoplanine)

8) EPC eacutentteacuterobacteacuteries productrices de carbapeacuteneacutemases BHRe

9) ERC enteacuterobacteacuteries reacutesistantes agrave la colistine BHRe

10) VRE enteacuterocoque ( faecium) reacutesistant agrave la vancomycine (+teicoplanine) BHRe

Bon Courage

3

bull Les peacutenicillines

bull Les ceacutephalosporines

bull Les carbapeacutenegravemes (utiliseacutes surtout en milieu hospitalier)

bull Les monobactames

bull Les clavames

Les peacutenicillines

4 sous groupes utiliseacutes

Peacutenicilline G utilisation historique on ne sen sert plus aujourdhui cest celle deacutecouverte par

Flemming spectre eacutetroit (presque uniquement des gram +) Peacutenicilline V (orale)

Peacutenicilline M spectre tregraves eacutetroit anti-staphylococcique uniquement (meacuteticilline)

Peacutenicilline A ou aminopeacutenicillines elles ont le spectre de la peacutenicilline G eacutelargi agrave

quelques bacteacuteries gram -

Carboxypeacutenicillines ureacuteidopeacutenicillines large spectre actives sur pseudomonas aeruginosa

sutilisent principalement en milieu hospitalier

Les ceacutephalosporines

Tregraves utiliseacutees classeacutees en geacuteneacuterations (3) leur inteacuterecirct est laction quelles ont sur les grams - Le

degreacute dactiviteacute et le spectre des ceacutephalosporines augmentent de seacutelargissent avec les nouvelles geacuteneacuterations

(C1GltC2GltC3G)

Les carbapeacutenegravemes

En particulier lImipeacutenegraveme moleacutecule qui possegravede le spectre le plus large parmi les antibiotiques de plus elle est

tregraves stable vis agrave vis des β-lactamases Ertapeacutenegraveme Doripeacutenegraveme et Meacuteropeacutenegraveme

Les clavames (inhibiteurs de β-lactamases) associeacutes aux β-lactamines

ex laugmentin qui est une association de lamoxicilline (peacutenicilline A) et de lacide clavulanique (squelette deacuteriveacute

des peacutenicilline mais qui na pas dactiviteacute antibacteacuterienne propre se fixe sur les β-lactamases qui ne peuvent plus

deacutetruire lamoxicilline)Ac clavulanique Tazobactam et Sulbactam

les monobactames

Petites moleacutecules dont le noyau est limiteacute

au cycle β-lactame et dont le spectre est limiteacute

aux bacilles gram ndash aeacuterobies

Meacutecanisme daction

Scheacutema sur le peptidoglycane reacuteseau 3D de

sucres de chaines polyosidiques relieacutees entre elles par de

courtes chaines peptidiques (teacutetrapeptides)

Les β-lactamines ciblent des enzymes

notamment les PLP (proteacuteines liant les peacutenicillines dont

le nombre varie selon lespegravece bacteacuterienne) sur lesquelles

elles se fixent par analogie structurale pour les inhiber

Laffiniteacute pour les diffeacuterentes PLP varie selon

la moleacutecule de β-lactamine

4

Quand la β-lactamine se fixe sur les PLP elle inhibe la derniegravere eacutetape de la synthegravese du peptidoglycane

(formation des ponts peptidiques) ce qui implique quelles ne sont actives que sur des bacteacuteries en phase de

croissance

Effets des β-lactamines il y a deux types

bull Effet direct en se fixant sur les PLP elles entrainent la formation de spheacuteroplastes (bacteacuterie devient

ronde) et de filaments avec arrecirct de la croissance bacteacuterienne cest leffet de bacteacuteriostase

bull Effet indirect Bacteacutericidie due a lactivation des autolysines bacteacuteriennes (car la bacteacuterie va

deacutetruire le peptidoglycane dont la synthegravese a eacuteteacute avorteacutee par linhibition des PLP)

Glycopeptides

2 moleacutecules agrave retenir vancomycine et teicoplanine Les glycopeptides agissent eacutegalement sur la

derniegravere eacutetape de la synthegravese du peptidoglycane en inhibant le fonctionnement de certaines enzymes par

encombrement steacuterique

Ce sont des antibiotiques lentement bacteacutericides qui ne ciblent que les bacteacuteries gram + et sont

totalement inactifs sur les grams - eacutetant trop volumineux pour traverser la membrane externe (On les utilise surtout

en hocircpital sur des infections seacutevegraveres agrave staphylocoques meacuteticilline-reacutesistants et enteacuterocoques)

Fosfomycine

Cest un antibiotique naturel produit par notre organisme qui possegravede un spectre large (gram + et -) et

qui est capable de franchir la membrane cytoplasmique par transport actif son action se situe plutocirct au deacutebut de la

synthegravese du peptidoglycane

B Antibiotiques actifs sur les membranes

Ccedila peut aussi bien ecirctre sur la membrane externe (gram-) que sur la membrane cytoplasmique Une classe agrave

retenir les polymyxines avec un agent a connaicirctre la colistine Elles ciblent les

membranes lipidiques (externe et cytoplasmique) en agissant comme des deacutetergents cest agrave dire quelles

deacutesorganisent les membranes ce qui aboutit a la mort rapide des bacteacuteries les polymyxines sont donc

bacteacutericides (Et qui agissent sur des bacteacuteries en phase de croissance ou au repos)

C Antibiotiques inhibant la biosynthegravese des proteacuteines

Certains antibiotiques agissent sur la petite sous-uniteacute du ribosome 30s (teacutetracyclines et aminosides) et dautres sur

la grande 50s (macrolides et apparenteacutes)

2 Les teacutetracyclines

bull Structure noyau de quatre cycles portant des substituants 2 moleacutecules a connaicirctre la teacutetracycline

et la doxycycline ( une 3 eacuteme moleacutecule un peu moins importante la minocycline)

bull Meacutecanisme daction Se fixent sur la petite sous-uniteacute du ribosome et plus preacuteciseacutement sur lARNr 16s ce

qui inhibe la fixation du complexe acide amineacute-ARNt sur le site amineacute A du ribosome (phase de

reconnaissance) ce qui inhibe la synthegravese proteacuteique Leur action est bacteacuteriostatique

bull Spectre large sur beaucoup despegraveces gram + et gram - les mycoplasmes les chlamydiae mais au fil des

anneacutees de nombreuses reacutesistances sont apparues et leur large spectre daction peut creacuteer un deacuteseacutequilibre de

la flore digestive

3 Les aminosides

bull Moleacutecules agrave connaicirctre Amikacine et gentamicine (utilisation plutocirct hospitaliegravere car ils ont une

toxiciteacute auditive et reacutenale)

bull Meacutecanisme daction un peu particulier pour la peacuteneacutetration de lantibiotique qui se fait par transport actif

gracircce aux enzymes de la respiration bacteacuterienne Les bacteacuteries qui sont anaeacuterobie stricte ou facultatifs a

5

dominante anaeacuterobie (comme les streptocoques) et qui sont donc deacutepourvues dans enzymes de la

respiration bacteacuterienne (catalase oxydase cytochrome oxydase) sont insensibles aux aminosides A

linteacuterieur de la bacteacuterie ils se fixent sur lARNr 16s de la petite sous-uniteacute et inhibent la translocation

Ce sont des antibiotiques bacteacutericides

bull Spectre large

4 Macrolides lincosamides streptogramines keacutetolides = MLSK

Ce sont plusieurs groupes au sein dune mecircme grande famille Ils ont une structure diffeacuterente mais

un meacutecanisme daction similaire

Moleacutecules agrave connaitre

Macrolides eacuterythromycine azithromycine

Lincosamides clindamycine

Streptogramines pristinamycine

Keacutetolides teacutelithromycine

bull Meacutecanisme daction Se fixent sur lARNr 23s de la grande sous-uniteacute du ribosome inhibent la phase

deacutelongation entrainent des erreurs de lecture une interruption preacutematureacutee de la traduction du polypeptide

(en geacuteneacuteral on obtient de petits polypeptides de 4 agrave 5 acides amineacutes complegravetement inutiles agrave la bacteacuterie)

Ce sont des antibiotiques bacteacuteriostatiques

bull Spectre les MLSK sont actifs sur les gram + uniquement car ils ne peuvent pas franchir la

membrane externe des Gram - Cependant ils sont aussi actifs sur les bacteacuteries atypiques

mycoplasmes chlamydiae leacutegionnelles

D Antibiotique inhibant la biosynthegravese ou les fonctions des acides nucleacuteiques

On va prendre quatre exemples quinolones sulfamides et trimeacutethoprime rifampicine nitroimidazoleacutes

1 Quinolones et fluoroquinolones

On a plusieurs moleacutecules -les quinolones les premiegraveres sont les moins actives

-les fluoroquinolones plus actives

bull Moleacutecules Exemples Acide nalidixique (quinolones)

Ofloxacine ciprofloxacine (fluoroquinolones)

bull Meacutecanisme daction

Ces moleacutecules vont bloquer la synthegravese de lADN au niveau de deux enzymes qui ont un rocircle essentiel dans la

reacuteplication de lADN - ADN gyrase -Topoisomeacuterase IV

Ce sont des antibiotiques bacteacutericides

bull Spectre Les quinolones ont un spectre eacutetroit (essentiellement les enteacuterobacteacuteries)

Les fluoroquinolones ont un spectre beaucoup plus large (BGN BGP) Le fait davoir ajouteacute un

atome de fluor augmente le spectre (antibiotiques actifs pour les bacteacuteries agrave gram- et gram+)

2 Sulfamides et trimeacutethoprime

bull Meacutecanisme daction

ordm Ils inhibent la synthegravese des folates qui ont un rocircle dans la synthegravese des acides nucleacuteiques Donc en

inhibant la synthegravese des folates il va y avoir une inhibition de la synthegravese des acides nucleacuteiques

ordm Ces antibiotiques sont capables dinhiber des enzymes (inhibition compeacutetitive) ayant un rocircle dans la

synthegravese de lacide teacutetrahydrofolique preacutecurseur des bases puriques et pyrimidiques

ordm Les sulfamides et trimeacutethoprime inhibent chacun une eacutetape diffeacuterente de cette synthegravese car ils

inhibent chacun une enzyme diffeacuterente

ordm Les sulfamides et trimeacutethoprime seules sont bacteacuteriostatiques

6

Lorsquon associe les deux on a un nouvel antibiotique cotrimoxazole (Bactrim) bacteacutericide

3 Nitroimidazoleacutes

Ce sont des antibiotiques actifs agrave leacutetat reacuteduit et qui nagissent que sur les anaeacuterobies Ils vont se fixer

sur les deacuteriveacutes reacuteduits de lADN et entraicircnent une coupure des brins dADN Ils ont donc une action bacteacutericide

Un exemple agrave retenir tregraves utiliseacute sur les bacteacuteries en milieu anaeacuterobie le meacutetronidazole (Flagyl)

4 Rifampicine

Cet antibiotique inhibe lARN polymeacuterase ADN deacutependante et donc la transcription de lADN en ARNm

Cest un antituberculeux majeur

7

Anneacutee universitaire 20202021

FACULTE DE MEDECINE U3

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

Meacutecanismes de reacutesistance aux antibiotiques

III MECANISMES DE RESISTANCE AUX ANTIBIOTIQUES

bull Il sagit dun problegraveme de santeacute publique

bull Lantibiotique est un bien durable agrave proteacuteger A vouloir trop les utiliser et nimporte comment les

bacteacuteries y reacutesistent de plus en plus

bull Le pheacutenomegravene de reacutesistance aux antibiotiques est observeacute en milieu communautaire et en milieu

hospitalier (infections nosocomiales)

bull La reacutesistance est connue pour toutes les familles dantibiotiques et pour toutes les espegraveces bacteacuteriennes

Pas un antibiotique neacutechappe agrave la reacutesistance et pratiquement toutes les bacteacuteries sont capables de

deacutevelopper des reacutesistances agrave un antibiotique

A Caracteacuteristiques de la reacutesistance bacteacuterienne

bull Nous avons vu quil y a une eacutemergence plus ou moins rapide apregraves lintroduction de lantibiotique

bull Il faut 8 agrave 10 ans pour sortir un antibiotique sur le marcheacute Entre la synthegravese de la moleacutecule et

lutilisation chez le patient il y aura eu des eacutetudes en laboratoire qui auront essayeacute dobtenir des

reacutesistances pour voir comment ccedila marche et comment on peut les preacutevenir

bull La freacutequence est en augmentation et la reacutesistance varie selon les antibiotiques

bull La reacutesistance est transfeacuterable ce qui pose problegraveme pour le traitement des patients En effet on a des

gegravenes de reacutesistance qui peuvent ecirctre porteacutes sur des plasmides sur des transposons ou des inteacutegrons

bull La reacutesistance peut donc passer dune bacteacuterie agrave une autre et il peut y avoir une diffusion au sein des patients

dun mecircme service Il sagit alors dune diffusion eacutepideacutemique de certains gegravenes de reacutesistance

bull Tout dun coup on a tous les patients dune uniteacute de soins intensifs qui preacutesentent une bacteacuterie

multireacutesistante (BMR) Ceci est ducirc agrave une addition des meacutecanismes de reacutesistance

B Principaux types de reacutesistance

Il existe deux types de reacutesistance -naturelle

1 Reacutesistance naturelle

bull Elle va caracteacuteriser un genre ou une espegravece bacteacuterienne Cette reacutesistance naturelle va toucher toutes les

souches dune espegravece bacteacuterienne Cest le caractegravere normal de la bacteacuterie (on parle de pheacutenotype normal

ou laquo sauvage raquo)

bull Cette reacutesistance naturelle va deacutefinir le spectre clinique dun antibiotique

bull Pour quelle soit transmissible agrave toutes les souches dune espegravece il faut que cette reacutesistance soit porteacutee

par le chromosome bacteacuterien Ce gegravene peut ecirctre transmis verticalement

8

2 Reacutesistance acquise

bull Elle est propre agrave certaines souches dune espegravece Elle nutilise pas toutes les souches dune espegravece

bacteacuterienne

bull Sa proportion est variable dans le temps

bull Il y a acquisition dun ou plusieurs meacutecanismes de reacutesistance Contrairement agrave la reacutesistance

naturelle qui est un pheacutenotype normal on a ici un pheacutenotype anormal

bull La transmission horizontale est possible Elle est permise par des les plasmides ou les transposons qui

sont des eacuteleacutements transfeacuterables La bacteacuterie qui a acquis ce meacutecanisme de reacutesistance peut le transfeacuterer agrave

la voisine cest la diffusion eacutepideacutemique

bull On a des espegraveces qui sont plus concerneacutees que dautres par ce meacutecanisme de transmission acquise Il sagit

de bacteacuteries agrave gram+ comme le staphylocoque et le pneumocoque mais aussi de bacteacuteries agrave gram- Ca

existe aussi pour des espegraveces habituellement sensibles

Voici un antibiogramme Sur cette boicircte de geacutelose on a mis

la bacteacuterie et on deacutepose ensuite des disques contenant des

concentrations connues dantibiotiques Autour des disques

se trouvent les diamegravetres dinhibition de croissance Apregraves

avoir mesureacute les diamegravetres on peut dire si la bacteacuterie est

sensible ou reacutesistante

Sur la premiegravere image la souche est sensible agrave tous les

antibiotiques pour lesquels elle est testeacutee Sur la seconde

image la souche a acquis des meacutecanismes de reacutesistance En

effet pour certains antibiotiques la bacteacuterie pousse au

contact du disque le diamegravetre est tregraves diminueacute Donc

lantibiotique ne marche pas

C Support geacuteneacutetique de la reacutesistance

On peut avoir des mutations qui existent deacutejagrave ou des transferts de gegravenes

1 Mutations affectant des gegravenes preacute-existants

bull Deacutefinition Une mutation est un eacuteveacutenement rare (la freacutequence varie de 10-6 agrave 10-10) spontaneacute stable

heacutereacuteditaire de transmission verticale

bull Ces mutations peuvent concerner tous les gegravenes des gegravenes de structure ou de reacutegulation des gegravenes

porteacutes par le chromosome ou porteacutes par le plasmide

bull Dans le cadre de la reacutesistance aux antibiotiques il peut sagir de mutations

-dune porine (proteacuteine de la membrane externe) qui va disparaicirctre ou diminuer consideacuterablement de

diamegravetre entraicircnant alors une impermeacuteabiliteacute

-de lADN gyrase (cible des fluoroquinolones)

-dune proteacuteine ribosomique qui va entraicircner une reacutesistance aux antibiotiques qui ciblent les ribosomes -de

lARN polymeacuterase qui va entraicircner la reacutesistance agrave la rifampicine

bull Ce sont des mutations de gegravenes de structure qui entraicircnent une reacutesistance aux antibiotiques ciblant ces gegravenes

lagrave Le plus souvent une mutation confegravere la reacutesistance agrave un antibiotique ou agrave une famille dantibiotiques

puisque les mutations sont indeacutependantes et speacutecifiques

bull Lantibiotique nest pas mutagegravene mais va seacutelectionner les rares mutants qui existaient deacutejagrave au sein de la

population bacteacuterienne sensible Ces mutants navaient pas besoin de se deacutevelopper puisque ils neacutetaient

pas mis en contact avec lantibiotique

bull Conseacutequences neacutecessiteacute dassocier des antibiotiques dans certains cas

-tuberculose il faut associer quatre antibiotiques diffeacuterents pour ecirctre sucircr quau moins un des quatre va marcher

car cest une bacteacuterie qui mute beaucoup

-pour antibiotiques agrave forts taux de mutation quinolones rifampicine fosfomycine acide fusidique Il vaut

mieux les associer lorsquon a une infection seacutevegravere afin decirctre sucircr quau moins un des deux marche

9

bull Les mutations repreacutesentent agrave peu pregraves 10 agrave 20 de la reacutesistance

2 Reacutesistance par acquisition de gegravenes

bull Concerne 80-90 de la reacutesistance

bull Caracteacuteristiques Il y a trois meacutecanismes de transfert horizontal la transformation (cest de lADN libre les

bacteacuteries sont compeacutetentes) la conjugaison (neacutecessite un contact entre les bacteacuteries avec transfert de

plasmide) la transduction (meacutecanisme de transfert par lintermeacutediaire dun phage petit virus qui va injecter

de lADN bacteacuterien agrave linteacuterieur de la bacteacuterie reacuteceptrice) Par lintermeacutediaire de ces trois meacutecanismes on a

un apport dinformation geacuteneacutetique exogegravene via des eacuteleacutements geacuteneacutetiques mobiles portant des gegravenes de

reacutesistance

Ce scheacutema repreacutesente une bacteacuterie agrave linteacuterieur de laquelle se trouvent des eacuteleacutements extra-chromosomiques comme

le plasmide des eacuteleacutements geacuteneacutetiques mobiles (transposon et inteacutegron) Les transposons plus petits que le plasmide

peuvent ecirctre preacutesents sur le plasmide mais aussi sur le chromosome Linteacutegron encore plus petit nheacuteberge que des

gegravenes de reacutesistance et peut se situer sur le transposon sur le plasmide ou encore sur le chromosome

bull Les plasmides peuvent ecirctre transmis de faccedilon

horizontale plutocirct par conjugaison pour les bacteacuteries

agrave gram- et plutocirct par transduction pour les bacteacuteries agrave

gram+ Suivant le plasmide on a une speacutecificiteacute eacutetroite

ou large Quand on a une speacutecificiteacute large le plasmide

peut passer dune bacteacuterie dune espegravece diffeacuterente agrave une

autre Lorsque la speacutecificiteacute est eacutetroite le plasmide va

pouvoir ecirctre eacutechangeacute uniquement au sein de la mecircme

espegravece

bull Toutes les bacteacuteries peuvent seacutechanger des gegravenes par

ces meacutecanismes sauf les mycobacteacuteries Tous les

antibiotiques sont concerneacutes par cette reacutesistance par acquisition de gegravenes sauf les polymyxines et les

furanes

bull La notion de pression de seacutelection des antibiotiques est tregraves importante La bacteacuterie va devenir

reacutesistante si on la met en preacutesence dun antibiotique Si elle nest pas mise en contact avec lantibiotique

elle na pas besoin de transfeacuterer des gegravenes qui vont porter la reacutesistance aux antibiotiques Il faut avoir un

usage raisonneacute des antibiotiques prescrire un antibiotique nest pas anodin Si vous prescrivez un

antibiotique pour une infection virale on naura aucun effet sur linfection virale et on risque de

seacutelectionner des reacutesistances au sein des bacteacuteries naturellement preacutesentes dans lorganisme

D Meacutecanismes biochimiques de la reacutesistance

10

MECANISMES FONDAMENTAUX DE LA RESISTANCE

bull Inactivation de lrsquoantibiotique +++

-destruction de lrsquoATB

bull Alteacuteration de la cible de lrsquoATB

(Modification deacutegradation substitution)

modification de sa structure

bull Absence de peacuteneacutetration de lrsquoATB

diminution de la permeacuteabiliteacute (paroi porines)

Sortie excessive de lrsquoATB (efflux)

Exemple beacutetalactamines

1 Deacutefaut de peacuteneacutetration de lantibiotique Impermeacuteabiliteacute

On revient sur ce scheacutema (rappel les bacteacuteries gram- ont en plus la membrane externe)

Les antibiotiques peuvent passent par les

porines Il sagit dantibiotiques

hydrophiles et de petites tailles

Les antibiotiques hydrophobes passent

par le lipopolysaccharide Ils vont

deacutestructurer les lipopolysaccharides et

vont ensuite peacuteneacutetrer agrave travers les

phospholipides et les peptidoglycanes

11

bull Reacutesistance naturelle aux antibiotiques hydrophiles et de masse moleacuteculaire eacuteleveacutee (macrolides

glycopeptides) En effet ils ne vont pas pouvoir passer par la porine parce quils sont trop gros et comme

ils sont hydrophiles ils narrivent pas agrave deacutesorganiser le lipopolysaccharide Ce sont des antibiotiques qui

naturellement seront inactifs sur les bacteacuteries agrave gram- par impermeacuteabiliteacute

bull Reacutesistance acquise avec des mutations au niveau des gegravenes qui codent pour les porines On a alors une

disparition de la porine ou un diamegravetre plus eacutetroit Les antibiotiques ne pourront plus passer on parle

dimpermeacuteabiliteacute

2 Deacutefaut daccumulation de lantibiotique par efflux actif

La bacteacuterie va exporter lantibiotique en dehors delle-mecircme et ce pheacutenomegravene neacutecessite de leacutenergie

Lefflux actif peut concerner plusieurs familles dantibiotiques ou une seule famille dantibiotiques Lorsque

plusieurs familles dantibiotiques sont concerneacutees (fluoroquinolones teacutetracyclines aminosides β-

lactamines hellip) on parle de MDR (Multi Drug Resistance)

bull Ces systegravemes ne marchent quavec de leacutenergie Les proteacuteines de la membrane vont former un systegraveme

capable deffluer lantibiotique en dehors de la bacteacuterie Ce sont des systegravemes de proteacuteines

transmembranaires plus ou moins compliqueacutes

3 Inactivation enzymatique de lantibiotique

a Hydrolyse Exemple des β-lactamases hydrolysant les β

lactamines

bull Les enzymes vont ecirctre capables de deacutetruire les antibiotiques

bull Les β-lactamases sont nombreuses on peut les classer par leur deacuteterminisme geacuteneacutetique le spectre

dhydrolyse

bull Les β-lactamases hydrolysent et ouvrent le cycle β-lactame

En preacutesence deau et de β-lactamases on a ouverture du cycle β-lactame

On peut avoir des β-lactamases plasmidiques et des β-lactamases porteacutees par le chromosome

Les peacutenicillinases vont hydrolyser les peacutenicillines

bullNombreuses varieacuteteacutes exemples On a des

peacutenicillinases qui vont hydrolyser uniquement les peacutenicillines G et A Cela entraicircne une reacutesistance acquise

aux peacutenicillines G et A chez le staphylocoque doreacute Il sagit ici dun spectre eacutetroit de la β-lactamase Au

12

contraire les β-lactamases agrave spectre eacutetendu (BLSE) entraicircne une reacutesistance acquise agrave toutes les

peacutenicillines et agrave toutes les ceacutephalosporines Ca touche toutes les β-lactamines sauf les carbapeacutenegravemes

Ces BLSE on les trouve chez les enteacuterobacteacuteries (Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Enterobacter

aerogenes) surtout responsables dinfections nosocomiales Chez un patient hospitaliseacute en soins intensifs

on va rechercher toutes les semaines sil nest pas porteur de BLSE On cherche agrave savoir si les bacteacuteries au

niveau de son tube digestif portent cette BLSE Dans le cas ougrave le patient serait porteur il faudrait lisoler

Actuellement eacutemergent les carbapeacutenegravemases

b Modification exemple des enzymes modifiant les aminosides

Il peut sagir de

phosphorylases (phosphorylation

APH) de nucleacuteotides transfeacuterases

(nucleacuteotidylation ANT) des

aceacutetyltransfeacuterases (aceacutetylation

AAC)

Toutes ces transfeacuterases

vont apporter des modifications

sur les radicaux des aminosides et

vont les inactiver

4 Deacutefaut daffiniteacute de la cible de lantibiotique

a Modification du site daction de lantibiotique

bull Les sites daction des β-lactamines sont les PLP

bull Lorsque les PLP sont alteacutereacutees elles vont rendre la bacteacuterie insensible aux β-lactamines

On va prendre deux exemples une infection nosocomiale et une infection communautaire

-Le staphylocoque doreacute (staphylocoque aureus) est reacutesistant agrave la meacuteticilline (SARM)

Certains staphylocoques ont eacuteteacute capables de deacutevelopper un meacutecanisme de reacutesistance vis agrave vis de cette

peacutenicilline Pour cela ils ont acquis une PLP additionnelle appeleacutee PLP2a ou PLP2 de tregraves faible affiniteacute pour

la meacuteticilline et toutes les autres β-lactamines Ils deviennent donc reacutesistants agrave toutes β-lactamines

Cette PLP2a est codeacutee par le gegravene mecA inteacutegreacute dans le chromosome Son origine est inconnue mais il y a

probablement une transmission horizontale avec dautres espegraveces de staphylocoques

-Les pneumocoques de sensibiliteacute diminueacutee aux peacutenicillines (PSDP)

Dans ce cas il ne sagit pas de lacquisition dune nouvelle PLP mais dune modification dune PLP preacute-existante

Ceci entraine une diminution daffiniteacute des β-lactamines pour les PLP Il y a eu un reacutearrangement des gegravenes de

structure qui codent pour les PLP apregraves acquisition de mateacuteriel exogegravene par transformation

Le pneumocoque est une bacteacuterie naturellement compeacutetente (peut acqueacuterir naturellement de lADN libre) Il est

naturellement dans la gorge en mecircme temps que les streptocoques oraux Lorsquon donne des antibiotiques pour

une angine dorigine virale il va y avoir seacutelection de mutants reacutesistants au niveau des streptocoques oraux Des

mutations vont se produire au niveau des PLP des streptocoques oraux De faccedilon naturelle les streptocoques

oraux vont finir par ecirctre deacutetruits et on va avoir des fragments de gegravenes de PLP muteacutes qui vont se balader dans la

sphegravere ORL et vont pouvoir rentrer agrave linteacuterieur des pneumocoques Lorsque es gegravenes de PLP muteacutes vont rentreacutes

13

dans le pneumocoque il va y avoir substitution de la PLP muteacutee au niveau de la PLP sensible et donc un

reacutearrangement par recombinaison homologue

Les PLP alteacutereacutees sont codeacutees par des gegravenes laquo mosaiumlques raquo avec des blocs de seacutequences laquo sensibles raquo remplaceacutes par

des blocs de seacutequences laquo reacutesistantes raquo provenant de streptocoques non groupables commensaux

Cest de cette maniegravere que le pneumocoque est devenu reacutesistant aux β-lactamines et quon a commenceacute agrave sen

inquieacuteter en deacuteveloppant des campagnes LES ANTIBIOTIQUES CEST PAS AUTOMATIQUE

b Protection de la cible

bull La cible peut ecirctre modifieacutee mais aussi proteacutegeacutee

bull On va consideacuterer lexemple de la reacutesistance aux teacutetracyclines Certaines bacteacuteries ont acquis un gegravene Tet(M)

codant pour la proteacuteine Tet(M) qui va proteacuteger le ribosome de laction des teacutetracyclines La cible des

teacutetracyclines nest plus accessible et donc lantibiotique ne peut plus sy fixer

De la nature de ce meacutecanisme deacutependent

le niveau de reacutesistance suivant le meacutecanisme on a un niveau de reacutesistance plus ou moins eacuteleveacute et donc

une augmentation de la CMI plus ou moins eacuteleveacutee Par exemple limpermeacuteabiliteacute va multiplier par dix la

CMI de lantibiotique En revanche une enzyme peut entraicircner la multiplication de la CMI par un facteur

1000 Dans ce cas on est plus sucircr que la concentration de lantibiotique dans lorganisme puisse ecirctre

supeacuterieure agrave la CMI On a un risque deacutechec

bull plusieurs meacutecanismes de reacutesistance possibles pour un antibiotique

exemple on peut avoir une bacteacuterie qui a une β-lactamase qui va hydrolyser les β-lactamines un systegraveme defflux

pour faire sortir une β-lactamine hors de la bacteacuterie et une PLP modifieacutee

bull une reacutesistance croiseacutee ou non entre antibiotiques de mecircme famille ou de famille diffeacuterente

En reacutesumeacute Meacutecanismes principaux de reacutesistance en fonction de la famille drsquoATB

Beacuteta

lactamines

Essentiellement due agrave la synthegravese de beacutetalactamases (penicillinases ceacutephalosporinases blsehellip qui inactivent lATB Surtt pr les BGN

Pr les BGN il existe en plus une diminution de la permeacuteabiliteacute par modification des porines Pr les BGP diminution de lrsquoaffiniteacute des PLP pour les β-lactamines

Macrolides

La reacutesistance acquise aux macrolides est due principalement agrave la meacutethylation de la cible sur la sous-uniteacute 50S du ribosome empecircchant la liaison avec lrsquoantibiotique

Reacutesistance constitutive permanente=gt reacutesistance croiseacutee avec apparenteacutee linco et synergistine

Reacutesistance inductible par ATB =gt reacutesistance pour Macro Linco et synerG reste sensible

Teacutetra

cyclines

La reacutesistance est essentiellement de type plasmidique=gt Le meacutecanisme le + freacutequent est le blocage de lefflux mais aussi diminution de lrsquoaffiniteacute de la cible ribosomale

quinolones Lieacutee agrave des mutations de lADN gyrase ou des modifications de permeacuteabiliteacute agrave lATB

les reacutesistances drsquoorigine chromosomique Reacutesistance plasmidique ( QNR)

Aminosides

Reacutesistance naturelle Les aminosides doivent peacuteneacutetrer agrave linteacuterieur de la cellule ce quils font par diffusion passive et active

Certaines bacteacuteries sont impermeacuteables agrave la peacuteneacutetration passive des aminosides

Reacutesistance acquise Le plus souvent meacutedieacutee par un plasmide les bacteacuteries acquiegraverent la capaciteacute dinactiver lantibiotique

par adeacutenylation aceacutetylation ou phosphorylation dautres cas une mutation chromosomique peut modifier la sous-uniteacute 30S du ribosome

Rifampicine Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de

lenzyme cible lARN polymeacuterase Les reacutesistances st uniquement drsquoorigine chromosomique

Sulfamide Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de la

dihydropteacuteroate syntheacutetase

Vanco

mycine

la production dun preacutecurseur de peptidoglycane modifieacute sur lequel la vancomycine ne peut pas se fixer

pheacutenicoleacutes Principalement par production dune aceacutetyltransfeacuterase qui inactive lrsquoATB (plasmidique) ou

impermeacuteabiliteacute (chromosomique)

14

Anneacutee universitaire 20202021

FACMEDPHARM

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

LES ANTIBIOTIQUES EN PRATIQUE

Pour qursquoun antibiotique agisse il faut que la bacteacuterie y soit sensible (neacutecessaire mais pas suffisant) Il faut donc

introduire des notions drsquoactiviteacute de lrsquoantibiotique Il a y donc des notions qualitatives et quantitatives

Qualitatives - sensibiliteacute reacutesistant ou intermeacutediaire

Quantitatives - CMI (Concentration minimale inhibitrice)

A Mesure de lrsquoactiviteacute drsquoun antibiotique CMI

CMI la plus petite concentration qui inhibe toute culture visible (on voit les bacteacuteries agrave partir de 105

germesml) drsquoune souche bacteacuterienne

Pour calculer la CMI on utilise un bouillon de culture avec la bacteacuterie et plusieurs tubes avec des antibiotiques On

introduit dans le 1er tube une concentration de O5 mL drsquoantibiotique et on augmente dans les diffeacuterents tubes cette

concentration (+ un tube sans antibiotique) Puis on prend la bacteacuterie et on les met dans chaque tube (104 bacteacuteries)

Au bout de 24h agrave 37deg les tubes qui sont troubles ont eu une prolifeacuteration bacteacuterienne donc la bacteacuterie nrsquoest pas

morte A partir du tube de 4mL drsquoantibiotique le bouillon nrsquoest pas trouble donc la bacteacuterie a eacuteteacute tueacutee La CMI de

cet antibiotique est donc de 4mgL

B Sensibiliteacute et reacutesistance

Une souche est dite sensible lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement agrave dose habituelle par voie geacuteneacuterale

(Concentrations seacuteriques gt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 15mgL et le taux reacutesiduel de 5mgL cela veut dire

que dans le sang le taux sera supeacuterieur agrave la CMI (4mgL) Cet antibiotique est sensible

Une souche est dite reacutesistante lorsqursquoelle ne pourra pas ecirctre atteinte quel que soit le type de traitement

(Concentration seacuterique lt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 1mgL et le taux reacutesiduel de 05mgL Cet

antibiotique est reacutesistant car dans le sang la concentration drsquoantibiotique nrsquoest jamais supeacuterieure agrave la CMI

Une souche est dite intermeacutediaire lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement local ou par une augmentation de la

dose par voie geacuteneacuterale ou encore gracircce agrave une concentration physiologique particuliegravere

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 6mgL et le taux reacutesiduel de 3mgL la concentration

est un peu supeacuterieure agrave la CMI Il faut (si on peut car attention agrave la toxiciteacute) augmenter la posologie pour atteindre 8

Crsquoest un antibiotique intermeacutediaire

Si lrsquoantibiotique nrsquoa pas une concentration supeacuterieure agrave la CMI dans le sang mais supeacuterieure dans les urines (car

srsquoeacutelimine beaucoup) crsquoest aussi un intermeacutediaire Par exemple les aminosides srsquoeacuteliminent beaucoup et on en

retrouve en tregraves grande quantiteacute dans les urines donc dans la vessie Ils permettent donc de traiter des infections

urinaires BASSES (lagrave ougrave il y a de lrsquourine pas au niveau du rein ou il y a du sang ougrave la quantiteacute est moindre)

C Antibiogramme et CMI

Comme on ne peut pas connaicirctre toutes les CMI et les concentrations critiques (travail eacutenorme) on utilise en

routine des boicirctes de peacutetri ougrave lrsquoon met des disques chacun impreacutegneacutes drsquoun antibiotique Lrsquoantibiotique va se

deacutecharger sur la geacutelose agrave partir du centre donc plus on srsquoeacuteloigne du centre plus la concentration de lrsquoantibiotique

diminue

Si la bacteacuterie pousse au contact du disque la bacteacuterie est reacutesistante

Si on voit agrave un moment un arrecirct de la culture visible la bacteacuterie est sensible et on retrouve la deacutefinition (la plus

petite concentration qui inhibe toute culture visible) On va alors mesurer le diamegravetre sans culture visible et on va

comparer sur un graphique (donneacute par les fabricants) pour trouver la CMI correspondante Crsquoest une estimation de

la CMI

[C ] ATB mgl

24h agrave 37deg Lecture agrave 24 heures

22 44 88 00

55 11

To

CMI

15

D Mesure preacutecise de la CMI

Dans certaines pathologies (comme la meacuteningite) il faut avoir la CMI preacutecise On utilise la meacutethode de lrsquoE-test On

utilise des bandelettes qui libegraverent un gradient drsquoantibiotique dans le milieu et on mesure la vrai CMI

Principe de la lecture dun antibiogramme

Culture bacteacuterienne

diffusion [C]= 1d

d (zone dinhibition)

d Estimation de la CMI

64

30

20

10

005 4

16

Principe du Etestreg

E Les critegraveres de choix des antibiotiques

Le choix optimal drsquoun antibiotique deacutepend

- De la sensibiliteacute aux antibiotiques des bacteacuteries responsables de lrsquoinfection

- De la diffusion de lrsquoantibiotique au niveau du site de lrsquoinfection

- Des ATCDs du patient (Insuffisance Reacutenalehellip)

- De la toxiciteacute de lrsquoantibiotique

- De lrsquoEffet eacutecologique

- De lrsquoexpeacuterience du clinicien

- Du coucirct

F Le rocircle du laboratoire

- Faire lrsquoantibiogramme

- Deacuteterminer le type de reacutesistance

- Calculer la CMI

- Calculer la CMB (Concentration minimale bacteacutericide diminution de 4log de la concentration

bacteacuterienne avec lrsquoantibiotique)

- Effectuer le dosage des antibiotiques

- Faire des associations

Bacteacuteriostase Cest quand le nombre de bacteacuteries viables apregraves un temps dincubation donneacute avec un

antibiotique est infeacuterieur au nombre observeacute sur un eacutechantillon sans antibiotique

On a donc un ralentissement voire arrecirct de la

croissance bacteacuterienne quantifiable par la Concentration

Minimale Inhibitrice (CMI en mgL)

CMI Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle il ny a pas de croissance visible de la souche

bacteacuterienne les conditions de culture eacutetant standardiseacutees

(concentration minimale pour laquelle la courbe est plate agrave

droite)

17

Si lantibiotique na quune activiteacute bacteacuteriostatique le systegraveme immunitaire peut prendre en charge

la bacteacuterie affaiblie et finir de combattre linfection en revanche dans certains cas (plutocirct des infections

graves) on a besoin davoir un antibiotique bacteacutericide

Bacteacutericidie Cest quand le nombre de bacteacuteries tueacutees apregraves un

temps dincubation donneacute avec un antibiotique est infeacuterieur a

celui deacutetermineacute au temps T = 0

On a donc un arrecirct de la croissance avec

mortaliteacute quantifiable par la Concentration Minimale

Bacteacutericide (oui CMB en mgL)

CMB Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle leffet bacteacutericide souhaiteacute est de 9999 les

conditions de culture eacutetant standardiseacutees

Il y a des antibiotiques dont laction deacutepend de la

concentration et dautres dont laction deacutepend du temps (en

geacuteneacuteral leur action est plus lente que les antibiotiques

concentration-deacutependants)

- V Surveillance dun traitement ATB

- a) Surveillance clinique

- -efficaciteacute du traitement -reacutegression de la fiegravevre des signes geacuteneacuteraux et focaux

- -toleacuterance du traitement -recherche deffets secondaires des antibiotiques +++

- (allergie freacutequente avec les Beacuteta-lactamines)

- -arrecirct imeacutediat de la perfusion -gtpreacutevenir durgence un meacutedecin

- b) Surveillance bacteacuteriologique

- Antibiogramme appreacutecie la bacteacuteriostase +++

- -mesure du diamegravetre dinhibition de lATB lt--gt CMI de lATB

- Etude de lefficaciteacute des associations dantibiotiques in vitro pour seacutelection de couples dantibiotiques les +

efficaces sur la bacteacuterie viseacutee par lantibiotheacuterapie

- Attention association synergique+++-

- association indiffeacuterente

- association antagoniste

- association additive

- -Dosages seacuteriques des antibiotiques effectueacutes agrave des horaires preacutecis +++ (pic et taux reacutesiduel=valleacutee)

indiqueacutes dans linsuffisance heacutepatique et reacutenale

- -+ controcircle de lefficaciteacute et de la non toxiciteacute du traitement (risque reacutenal pour aminosides et

vancomycine risque auditif pour les aminosides)

- Seacuterie dheacutemocultures sur reacutesines (capteuses drsquoantibiotiques) apregraves 48 h de traitement dans les infections

graves (en particulier endocardites infectieuses)

- -agrave preacutelever avant une nouvelle injection dantibiotique si heacutemocultures positives --gt nouvel antibiogramme

(eacutevolution des reacutesistances du germe impliqueacute dans linfection)

Conclusion

Il y a de nombreux meacutecanismes de reacutesistance

Ces gegravenes de reacutesistance peuvent ecirctre mobilisables et eacutechangeacutes on peut avoir une modulation de lexpression de ces

gegravenes qui peuvent ecirctre plus ou moins transcrits ou une modification par mutation

Ces reacutesistances sont en augmentation du fait de la pression de seacutelection par lutilisation des

antibiotiques sur les flores bacteacuteriennes

18

On a apparition de bacteacuteries multireacutesistantes qui posent un problegraveme en milieu hospitalier

entraicircnant des infections nosocomiales chez des patients affaiblis pour lesquels nous navons plus

dantibiotiques

Il faut reacutealiser un antibiogramme pour savoir quel antibiotique on peut utiliser

Lutilisation des antibiotiques doit ecirctre rationnelle

Il faut surveiller leacutepideacutemiologie des bacteacuteries reacutesistantes aux antibiotiques Il a fallu rechercher des

nouveaux agents antibacteacuteriens ce qui signifie cribler les substances naturelles (pour cela on est repartis

sur des substances naturelles un peu neacutegligeacutees jusque-lagrave) bloquer les meacutecanismes de reacutesistance des

bacteacuteries aux antimicrobiens actuels identifier de nouvelles cibles bacteacuteriennes (possible gracircce agrave lapport

du geacutenome bacteacuterien)

TOP-TEN des bacteacuteries multi-reacutesistantes (BMR)et BHRe Bacteacuteries hautement reacutesistantes eacutemergentes

1) SARM Staphylocoque doreacute (Staphylococcus aureus) reacutesistant agrave la meacutethicilline =gt R toutes B-

lactamines

2) PSDP et PRDP Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) de sensibiliteacute diminueacutee ou reacutesistant agrave la

peacutenicilline =gt I toutes B-lactamines

3) BLSE bacille agrave Gram neacutegatif (enteacuterobacteacuteries le plus souvent) producteurs de B-lactamase agrave spectre

eacutetendu -gt R aux C3G

4) MDR-TB bacille de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) reacutesistant agrave lrsquoisoniazide et agrave la

rifampicine

5) Acinetobacter (A baumannii) reacutesistant agrave lrsquoimipeacutenegraveme

6) Bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) reacutesistant agrave tous les ATB sauf la colimycine

7) GISA Staphylocoque doreacute reacutesistant aux glycopeptides (vancomycine et teicoplanine)

8) EPC eacutentteacuterobacteacuteries productrices de carbapeacuteneacutemases BHRe

9) ERC enteacuterobacteacuteries reacutesistantes agrave la colistine BHRe

10) VRE enteacuterocoque ( faecium) reacutesistant agrave la vancomycine (+teicoplanine) BHRe

Bon Courage

4

Quand la β-lactamine se fixe sur les PLP elle inhibe la derniegravere eacutetape de la synthegravese du peptidoglycane

(formation des ponts peptidiques) ce qui implique quelles ne sont actives que sur des bacteacuteries en phase de

croissance

Effets des β-lactamines il y a deux types

bull Effet direct en se fixant sur les PLP elles entrainent la formation de spheacuteroplastes (bacteacuterie devient

ronde) et de filaments avec arrecirct de la croissance bacteacuterienne cest leffet de bacteacuteriostase

bull Effet indirect Bacteacutericidie due a lactivation des autolysines bacteacuteriennes (car la bacteacuterie va

deacutetruire le peptidoglycane dont la synthegravese a eacuteteacute avorteacutee par linhibition des PLP)

Glycopeptides

2 moleacutecules agrave retenir vancomycine et teicoplanine Les glycopeptides agissent eacutegalement sur la

derniegravere eacutetape de la synthegravese du peptidoglycane en inhibant le fonctionnement de certaines enzymes par

encombrement steacuterique

Ce sont des antibiotiques lentement bacteacutericides qui ne ciblent que les bacteacuteries gram + et sont

totalement inactifs sur les grams - eacutetant trop volumineux pour traverser la membrane externe (On les utilise surtout

en hocircpital sur des infections seacutevegraveres agrave staphylocoques meacuteticilline-reacutesistants et enteacuterocoques)

Fosfomycine

Cest un antibiotique naturel produit par notre organisme qui possegravede un spectre large (gram + et -) et

qui est capable de franchir la membrane cytoplasmique par transport actif son action se situe plutocirct au deacutebut de la

synthegravese du peptidoglycane

B Antibiotiques actifs sur les membranes

Ccedila peut aussi bien ecirctre sur la membrane externe (gram-) que sur la membrane cytoplasmique Une classe agrave

retenir les polymyxines avec un agent a connaicirctre la colistine Elles ciblent les

membranes lipidiques (externe et cytoplasmique) en agissant comme des deacutetergents cest agrave dire quelles

deacutesorganisent les membranes ce qui aboutit a la mort rapide des bacteacuteries les polymyxines sont donc

bacteacutericides (Et qui agissent sur des bacteacuteries en phase de croissance ou au repos)

C Antibiotiques inhibant la biosynthegravese des proteacuteines

Certains antibiotiques agissent sur la petite sous-uniteacute du ribosome 30s (teacutetracyclines et aminosides) et dautres sur

la grande 50s (macrolides et apparenteacutes)

2 Les teacutetracyclines

bull Structure noyau de quatre cycles portant des substituants 2 moleacutecules a connaicirctre la teacutetracycline

et la doxycycline ( une 3 eacuteme moleacutecule un peu moins importante la minocycline)

bull Meacutecanisme daction Se fixent sur la petite sous-uniteacute du ribosome et plus preacuteciseacutement sur lARNr 16s ce

qui inhibe la fixation du complexe acide amineacute-ARNt sur le site amineacute A du ribosome (phase de

reconnaissance) ce qui inhibe la synthegravese proteacuteique Leur action est bacteacuteriostatique

bull Spectre large sur beaucoup despegraveces gram + et gram - les mycoplasmes les chlamydiae mais au fil des

anneacutees de nombreuses reacutesistances sont apparues et leur large spectre daction peut creacuteer un deacuteseacutequilibre de

la flore digestive

3 Les aminosides

bull Moleacutecules agrave connaicirctre Amikacine et gentamicine (utilisation plutocirct hospitaliegravere car ils ont une

toxiciteacute auditive et reacutenale)

bull Meacutecanisme daction un peu particulier pour la peacuteneacutetration de lantibiotique qui se fait par transport actif

gracircce aux enzymes de la respiration bacteacuterienne Les bacteacuteries qui sont anaeacuterobie stricte ou facultatifs a

5

dominante anaeacuterobie (comme les streptocoques) et qui sont donc deacutepourvues dans enzymes de la

respiration bacteacuterienne (catalase oxydase cytochrome oxydase) sont insensibles aux aminosides A

linteacuterieur de la bacteacuterie ils se fixent sur lARNr 16s de la petite sous-uniteacute et inhibent la translocation

Ce sont des antibiotiques bacteacutericides

bull Spectre large

4 Macrolides lincosamides streptogramines keacutetolides = MLSK

Ce sont plusieurs groupes au sein dune mecircme grande famille Ils ont une structure diffeacuterente mais

un meacutecanisme daction similaire

Moleacutecules agrave connaitre

Macrolides eacuterythromycine azithromycine

Lincosamides clindamycine

Streptogramines pristinamycine

Keacutetolides teacutelithromycine

bull Meacutecanisme daction Se fixent sur lARNr 23s de la grande sous-uniteacute du ribosome inhibent la phase

deacutelongation entrainent des erreurs de lecture une interruption preacutematureacutee de la traduction du polypeptide

(en geacuteneacuteral on obtient de petits polypeptides de 4 agrave 5 acides amineacutes complegravetement inutiles agrave la bacteacuterie)

Ce sont des antibiotiques bacteacuteriostatiques

bull Spectre les MLSK sont actifs sur les gram + uniquement car ils ne peuvent pas franchir la

membrane externe des Gram - Cependant ils sont aussi actifs sur les bacteacuteries atypiques

mycoplasmes chlamydiae leacutegionnelles

D Antibiotique inhibant la biosynthegravese ou les fonctions des acides nucleacuteiques

On va prendre quatre exemples quinolones sulfamides et trimeacutethoprime rifampicine nitroimidazoleacutes

1 Quinolones et fluoroquinolones

On a plusieurs moleacutecules -les quinolones les premiegraveres sont les moins actives

-les fluoroquinolones plus actives

bull Moleacutecules Exemples Acide nalidixique (quinolones)

Ofloxacine ciprofloxacine (fluoroquinolones)

bull Meacutecanisme daction

Ces moleacutecules vont bloquer la synthegravese de lADN au niveau de deux enzymes qui ont un rocircle essentiel dans la

reacuteplication de lADN - ADN gyrase -Topoisomeacuterase IV

Ce sont des antibiotiques bacteacutericides

bull Spectre Les quinolones ont un spectre eacutetroit (essentiellement les enteacuterobacteacuteries)

Les fluoroquinolones ont un spectre beaucoup plus large (BGN BGP) Le fait davoir ajouteacute un

atome de fluor augmente le spectre (antibiotiques actifs pour les bacteacuteries agrave gram- et gram+)

2 Sulfamides et trimeacutethoprime

bull Meacutecanisme daction

ordm Ils inhibent la synthegravese des folates qui ont un rocircle dans la synthegravese des acides nucleacuteiques Donc en

inhibant la synthegravese des folates il va y avoir une inhibition de la synthegravese des acides nucleacuteiques

ordm Ces antibiotiques sont capables dinhiber des enzymes (inhibition compeacutetitive) ayant un rocircle dans la

synthegravese de lacide teacutetrahydrofolique preacutecurseur des bases puriques et pyrimidiques

ordm Les sulfamides et trimeacutethoprime inhibent chacun une eacutetape diffeacuterente de cette synthegravese car ils

inhibent chacun une enzyme diffeacuterente

ordm Les sulfamides et trimeacutethoprime seules sont bacteacuteriostatiques

6

Lorsquon associe les deux on a un nouvel antibiotique cotrimoxazole (Bactrim) bacteacutericide

3 Nitroimidazoleacutes

Ce sont des antibiotiques actifs agrave leacutetat reacuteduit et qui nagissent que sur les anaeacuterobies Ils vont se fixer

sur les deacuteriveacutes reacuteduits de lADN et entraicircnent une coupure des brins dADN Ils ont donc une action bacteacutericide

Un exemple agrave retenir tregraves utiliseacute sur les bacteacuteries en milieu anaeacuterobie le meacutetronidazole (Flagyl)

4 Rifampicine

Cet antibiotique inhibe lARN polymeacuterase ADN deacutependante et donc la transcription de lADN en ARNm

Cest un antituberculeux majeur

7

Anneacutee universitaire 20202021

FACULTE DE MEDECINE U3

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

Meacutecanismes de reacutesistance aux antibiotiques

III MECANISMES DE RESISTANCE AUX ANTIBIOTIQUES

bull Il sagit dun problegraveme de santeacute publique

bull Lantibiotique est un bien durable agrave proteacuteger A vouloir trop les utiliser et nimporte comment les

bacteacuteries y reacutesistent de plus en plus

bull Le pheacutenomegravene de reacutesistance aux antibiotiques est observeacute en milieu communautaire et en milieu

hospitalier (infections nosocomiales)

bull La reacutesistance est connue pour toutes les familles dantibiotiques et pour toutes les espegraveces bacteacuteriennes

Pas un antibiotique neacutechappe agrave la reacutesistance et pratiquement toutes les bacteacuteries sont capables de

deacutevelopper des reacutesistances agrave un antibiotique

A Caracteacuteristiques de la reacutesistance bacteacuterienne

bull Nous avons vu quil y a une eacutemergence plus ou moins rapide apregraves lintroduction de lantibiotique

bull Il faut 8 agrave 10 ans pour sortir un antibiotique sur le marcheacute Entre la synthegravese de la moleacutecule et

lutilisation chez le patient il y aura eu des eacutetudes en laboratoire qui auront essayeacute dobtenir des

reacutesistances pour voir comment ccedila marche et comment on peut les preacutevenir

bull La freacutequence est en augmentation et la reacutesistance varie selon les antibiotiques

bull La reacutesistance est transfeacuterable ce qui pose problegraveme pour le traitement des patients En effet on a des

gegravenes de reacutesistance qui peuvent ecirctre porteacutes sur des plasmides sur des transposons ou des inteacutegrons

bull La reacutesistance peut donc passer dune bacteacuterie agrave une autre et il peut y avoir une diffusion au sein des patients

dun mecircme service Il sagit alors dune diffusion eacutepideacutemique de certains gegravenes de reacutesistance

bull Tout dun coup on a tous les patients dune uniteacute de soins intensifs qui preacutesentent une bacteacuterie

multireacutesistante (BMR) Ceci est ducirc agrave une addition des meacutecanismes de reacutesistance

B Principaux types de reacutesistance

Il existe deux types de reacutesistance -naturelle

1 Reacutesistance naturelle

bull Elle va caracteacuteriser un genre ou une espegravece bacteacuterienne Cette reacutesistance naturelle va toucher toutes les

souches dune espegravece bacteacuterienne Cest le caractegravere normal de la bacteacuterie (on parle de pheacutenotype normal

ou laquo sauvage raquo)

bull Cette reacutesistance naturelle va deacutefinir le spectre clinique dun antibiotique

bull Pour quelle soit transmissible agrave toutes les souches dune espegravece il faut que cette reacutesistance soit porteacutee

par le chromosome bacteacuterien Ce gegravene peut ecirctre transmis verticalement

8

2 Reacutesistance acquise

bull Elle est propre agrave certaines souches dune espegravece Elle nutilise pas toutes les souches dune espegravece

bacteacuterienne

bull Sa proportion est variable dans le temps

bull Il y a acquisition dun ou plusieurs meacutecanismes de reacutesistance Contrairement agrave la reacutesistance

naturelle qui est un pheacutenotype normal on a ici un pheacutenotype anormal

bull La transmission horizontale est possible Elle est permise par des les plasmides ou les transposons qui

sont des eacuteleacutements transfeacuterables La bacteacuterie qui a acquis ce meacutecanisme de reacutesistance peut le transfeacuterer agrave

la voisine cest la diffusion eacutepideacutemique

bull On a des espegraveces qui sont plus concerneacutees que dautres par ce meacutecanisme de transmission acquise Il sagit

de bacteacuteries agrave gram+ comme le staphylocoque et le pneumocoque mais aussi de bacteacuteries agrave gram- Ca

existe aussi pour des espegraveces habituellement sensibles

Voici un antibiogramme Sur cette boicircte de geacutelose on a mis

la bacteacuterie et on deacutepose ensuite des disques contenant des

concentrations connues dantibiotiques Autour des disques

se trouvent les diamegravetres dinhibition de croissance Apregraves

avoir mesureacute les diamegravetres on peut dire si la bacteacuterie est

sensible ou reacutesistante

Sur la premiegravere image la souche est sensible agrave tous les

antibiotiques pour lesquels elle est testeacutee Sur la seconde

image la souche a acquis des meacutecanismes de reacutesistance En

effet pour certains antibiotiques la bacteacuterie pousse au

contact du disque le diamegravetre est tregraves diminueacute Donc

lantibiotique ne marche pas

C Support geacuteneacutetique de la reacutesistance

On peut avoir des mutations qui existent deacutejagrave ou des transferts de gegravenes

1 Mutations affectant des gegravenes preacute-existants

bull Deacutefinition Une mutation est un eacuteveacutenement rare (la freacutequence varie de 10-6 agrave 10-10) spontaneacute stable

heacutereacuteditaire de transmission verticale

bull Ces mutations peuvent concerner tous les gegravenes des gegravenes de structure ou de reacutegulation des gegravenes

porteacutes par le chromosome ou porteacutes par le plasmide

bull Dans le cadre de la reacutesistance aux antibiotiques il peut sagir de mutations

-dune porine (proteacuteine de la membrane externe) qui va disparaicirctre ou diminuer consideacuterablement de

diamegravetre entraicircnant alors une impermeacuteabiliteacute

-de lADN gyrase (cible des fluoroquinolones)

-dune proteacuteine ribosomique qui va entraicircner une reacutesistance aux antibiotiques qui ciblent les ribosomes -de

lARN polymeacuterase qui va entraicircner la reacutesistance agrave la rifampicine

bull Ce sont des mutations de gegravenes de structure qui entraicircnent une reacutesistance aux antibiotiques ciblant ces gegravenes

lagrave Le plus souvent une mutation confegravere la reacutesistance agrave un antibiotique ou agrave une famille dantibiotiques

puisque les mutations sont indeacutependantes et speacutecifiques

bull Lantibiotique nest pas mutagegravene mais va seacutelectionner les rares mutants qui existaient deacutejagrave au sein de la

population bacteacuterienne sensible Ces mutants navaient pas besoin de se deacutevelopper puisque ils neacutetaient

pas mis en contact avec lantibiotique

bull Conseacutequences neacutecessiteacute dassocier des antibiotiques dans certains cas

-tuberculose il faut associer quatre antibiotiques diffeacuterents pour ecirctre sucircr quau moins un des quatre va marcher

car cest une bacteacuterie qui mute beaucoup

-pour antibiotiques agrave forts taux de mutation quinolones rifampicine fosfomycine acide fusidique Il vaut

mieux les associer lorsquon a une infection seacutevegravere afin decirctre sucircr quau moins un des deux marche

9

bull Les mutations repreacutesentent agrave peu pregraves 10 agrave 20 de la reacutesistance

2 Reacutesistance par acquisition de gegravenes

bull Concerne 80-90 de la reacutesistance

bull Caracteacuteristiques Il y a trois meacutecanismes de transfert horizontal la transformation (cest de lADN libre les

bacteacuteries sont compeacutetentes) la conjugaison (neacutecessite un contact entre les bacteacuteries avec transfert de

plasmide) la transduction (meacutecanisme de transfert par lintermeacutediaire dun phage petit virus qui va injecter

de lADN bacteacuterien agrave linteacuterieur de la bacteacuterie reacuteceptrice) Par lintermeacutediaire de ces trois meacutecanismes on a

un apport dinformation geacuteneacutetique exogegravene via des eacuteleacutements geacuteneacutetiques mobiles portant des gegravenes de

reacutesistance

Ce scheacutema repreacutesente une bacteacuterie agrave linteacuterieur de laquelle se trouvent des eacuteleacutements extra-chromosomiques comme

le plasmide des eacuteleacutements geacuteneacutetiques mobiles (transposon et inteacutegron) Les transposons plus petits que le plasmide

peuvent ecirctre preacutesents sur le plasmide mais aussi sur le chromosome Linteacutegron encore plus petit nheacuteberge que des

gegravenes de reacutesistance et peut se situer sur le transposon sur le plasmide ou encore sur le chromosome

bull Les plasmides peuvent ecirctre transmis de faccedilon

horizontale plutocirct par conjugaison pour les bacteacuteries

agrave gram- et plutocirct par transduction pour les bacteacuteries agrave

gram+ Suivant le plasmide on a une speacutecificiteacute eacutetroite

ou large Quand on a une speacutecificiteacute large le plasmide

peut passer dune bacteacuterie dune espegravece diffeacuterente agrave une

autre Lorsque la speacutecificiteacute est eacutetroite le plasmide va

pouvoir ecirctre eacutechangeacute uniquement au sein de la mecircme

espegravece

bull Toutes les bacteacuteries peuvent seacutechanger des gegravenes par

ces meacutecanismes sauf les mycobacteacuteries Tous les

antibiotiques sont concerneacutes par cette reacutesistance par acquisition de gegravenes sauf les polymyxines et les

furanes

bull La notion de pression de seacutelection des antibiotiques est tregraves importante La bacteacuterie va devenir

reacutesistante si on la met en preacutesence dun antibiotique Si elle nest pas mise en contact avec lantibiotique

elle na pas besoin de transfeacuterer des gegravenes qui vont porter la reacutesistance aux antibiotiques Il faut avoir un

usage raisonneacute des antibiotiques prescrire un antibiotique nest pas anodin Si vous prescrivez un

antibiotique pour une infection virale on naura aucun effet sur linfection virale et on risque de

seacutelectionner des reacutesistances au sein des bacteacuteries naturellement preacutesentes dans lorganisme

D Meacutecanismes biochimiques de la reacutesistance

10

MECANISMES FONDAMENTAUX DE LA RESISTANCE

bull Inactivation de lrsquoantibiotique +++

-destruction de lrsquoATB

bull Alteacuteration de la cible de lrsquoATB

(Modification deacutegradation substitution)

modification de sa structure

bull Absence de peacuteneacutetration de lrsquoATB

diminution de la permeacuteabiliteacute (paroi porines)

Sortie excessive de lrsquoATB (efflux)

Exemple beacutetalactamines

1 Deacutefaut de peacuteneacutetration de lantibiotique Impermeacuteabiliteacute

On revient sur ce scheacutema (rappel les bacteacuteries gram- ont en plus la membrane externe)

Les antibiotiques peuvent passent par les

porines Il sagit dantibiotiques

hydrophiles et de petites tailles

Les antibiotiques hydrophobes passent

par le lipopolysaccharide Ils vont

deacutestructurer les lipopolysaccharides et

vont ensuite peacuteneacutetrer agrave travers les

phospholipides et les peptidoglycanes

11

bull Reacutesistance naturelle aux antibiotiques hydrophiles et de masse moleacuteculaire eacuteleveacutee (macrolides

glycopeptides) En effet ils ne vont pas pouvoir passer par la porine parce quils sont trop gros et comme

ils sont hydrophiles ils narrivent pas agrave deacutesorganiser le lipopolysaccharide Ce sont des antibiotiques qui

naturellement seront inactifs sur les bacteacuteries agrave gram- par impermeacuteabiliteacute

bull Reacutesistance acquise avec des mutations au niveau des gegravenes qui codent pour les porines On a alors une

disparition de la porine ou un diamegravetre plus eacutetroit Les antibiotiques ne pourront plus passer on parle

dimpermeacuteabiliteacute

2 Deacutefaut daccumulation de lantibiotique par efflux actif

La bacteacuterie va exporter lantibiotique en dehors delle-mecircme et ce pheacutenomegravene neacutecessite de leacutenergie

Lefflux actif peut concerner plusieurs familles dantibiotiques ou une seule famille dantibiotiques Lorsque

plusieurs familles dantibiotiques sont concerneacutees (fluoroquinolones teacutetracyclines aminosides β-

lactamines hellip) on parle de MDR (Multi Drug Resistance)

bull Ces systegravemes ne marchent quavec de leacutenergie Les proteacuteines de la membrane vont former un systegraveme

capable deffluer lantibiotique en dehors de la bacteacuterie Ce sont des systegravemes de proteacuteines

transmembranaires plus ou moins compliqueacutes

3 Inactivation enzymatique de lantibiotique

a Hydrolyse Exemple des β-lactamases hydrolysant les β

lactamines

bull Les enzymes vont ecirctre capables de deacutetruire les antibiotiques

bull Les β-lactamases sont nombreuses on peut les classer par leur deacuteterminisme geacuteneacutetique le spectre

dhydrolyse

bull Les β-lactamases hydrolysent et ouvrent le cycle β-lactame

En preacutesence deau et de β-lactamases on a ouverture du cycle β-lactame

On peut avoir des β-lactamases plasmidiques et des β-lactamases porteacutees par le chromosome

Les peacutenicillinases vont hydrolyser les peacutenicillines

bullNombreuses varieacuteteacutes exemples On a des

peacutenicillinases qui vont hydrolyser uniquement les peacutenicillines G et A Cela entraicircne une reacutesistance acquise

aux peacutenicillines G et A chez le staphylocoque doreacute Il sagit ici dun spectre eacutetroit de la β-lactamase Au

12

contraire les β-lactamases agrave spectre eacutetendu (BLSE) entraicircne une reacutesistance acquise agrave toutes les

peacutenicillines et agrave toutes les ceacutephalosporines Ca touche toutes les β-lactamines sauf les carbapeacutenegravemes

Ces BLSE on les trouve chez les enteacuterobacteacuteries (Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Enterobacter

aerogenes) surtout responsables dinfections nosocomiales Chez un patient hospitaliseacute en soins intensifs

on va rechercher toutes les semaines sil nest pas porteur de BLSE On cherche agrave savoir si les bacteacuteries au

niveau de son tube digestif portent cette BLSE Dans le cas ougrave le patient serait porteur il faudrait lisoler

Actuellement eacutemergent les carbapeacutenegravemases

b Modification exemple des enzymes modifiant les aminosides

Il peut sagir de

phosphorylases (phosphorylation

APH) de nucleacuteotides transfeacuterases

(nucleacuteotidylation ANT) des

aceacutetyltransfeacuterases (aceacutetylation

AAC)

Toutes ces transfeacuterases

vont apporter des modifications

sur les radicaux des aminosides et

vont les inactiver

4 Deacutefaut daffiniteacute de la cible de lantibiotique

a Modification du site daction de lantibiotique

bull Les sites daction des β-lactamines sont les PLP

bull Lorsque les PLP sont alteacutereacutees elles vont rendre la bacteacuterie insensible aux β-lactamines

On va prendre deux exemples une infection nosocomiale et une infection communautaire

-Le staphylocoque doreacute (staphylocoque aureus) est reacutesistant agrave la meacuteticilline (SARM)

Certains staphylocoques ont eacuteteacute capables de deacutevelopper un meacutecanisme de reacutesistance vis agrave vis de cette

peacutenicilline Pour cela ils ont acquis une PLP additionnelle appeleacutee PLP2a ou PLP2 de tregraves faible affiniteacute pour

la meacuteticilline et toutes les autres β-lactamines Ils deviennent donc reacutesistants agrave toutes β-lactamines

Cette PLP2a est codeacutee par le gegravene mecA inteacutegreacute dans le chromosome Son origine est inconnue mais il y a

probablement une transmission horizontale avec dautres espegraveces de staphylocoques

-Les pneumocoques de sensibiliteacute diminueacutee aux peacutenicillines (PSDP)

Dans ce cas il ne sagit pas de lacquisition dune nouvelle PLP mais dune modification dune PLP preacute-existante

Ceci entraine une diminution daffiniteacute des β-lactamines pour les PLP Il y a eu un reacutearrangement des gegravenes de

structure qui codent pour les PLP apregraves acquisition de mateacuteriel exogegravene par transformation

Le pneumocoque est une bacteacuterie naturellement compeacutetente (peut acqueacuterir naturellement de lADN libre) Il est

naturellement dans la gorge en mecircme temps que les streptocoques oraux Lorsquon donne des antibiotiques pour

une angine dorigine virale il va y avoir seacutelection de mutants reacutesistants au niveau des streptocoques oraux Des

mutations vont se produire au niveau des PLP des streptocoques oraux De faccedilon naturelle les streptocoques

oraux vont finir par ecirctre deacutetruits et on va avoir des fragments de gegravenes de PLP muteacutes qui vont se balader dans la

sphegravere ORL et vont pouvoir rentrer agrave linteacuterieur des pneumocoques Lorsque es gegravenes de PLP muteacutes vont rentreacutes

13

dans le pneumocoque il va y avoir substitution de la PLP muteacutee au niveau de la PLP sensible et donc un

reacutearrangement par recombinaison homologue

Les PLP alteacutereacutees sont codeacutees par des gegravenes laquo mosaiumlques raquo avec des blocs de seacutequences laquo sensibles raquo remplaceacutes par

des blocs de seacutequences laquo reacutesistantes raquo provenant de streptocoques non groupables commensaux

Cest de cette maniegravere que le pneumocoque est devenu reacutesistant aux β-lactamines et quon a commenceacute agrave sen

inquieacuteter en deacuteveloppant des campagnes LES ANTIBIOTIQUES CEST PAS AUTOMATIQUE

b Protection de la cible

bull La cible peut ecirctre modifieacutee mais aussi proteacutegeacutee

bull On va consideacuterer lexemple de la reacutesistance aux teacutetracyclines Certaines bacteacuteries ont acquis un gegravene Tet(M)

codant pour la proteacuteine Tet(M) qui va proteacuteger le ribosome de laction des teacutetracyclines La cible des

teacutetracyclines nest plus accessible et donc lantibiotique ne peut plus sy fixer

De la nature de ce meacutecanisme deacutependent

le niveau de reacutesistance suivant le meacutecanisme on a un niveau de reacutesistance plus ou moins eacuteleveacute et donc

une augmentation de la CMI plus ou moins eacuteleveacutee Par exemple limpermeacuteabiliteacute va multiplier par dix la

CMI de lantibiotique En revanche une enzyme peut entraicircner la multiplication de la CMI par un facteur

1000 Dans ce cas on est plus sucircr que la concentration de lantibiotique dans lorganisme puisse ecirctre

supeacuterieure agrave la CMI On a un risque deacutechec

bull plusieurs meacutecanismes de reacutesistance possibles pour un antibiotique

exemple on peut avoir une bacteacuterie qui a une β-lactamase qui va hydrolyser les β-lactamines un systegraveme defflux

pour faire sortir une β-lactamine hors de la bacteacuterie et une PLP modifieacutee

bull une reacutesistance croiseacutee ou non entre antibiotiques de mecircme famille ou de famille diffeacuterente

En reacutesumeacute Meacutecanismes principaux de reacutesistance en fonction de la famille drsquoATB

Beacuteta

lactamines

Essentiellement due agrave la synthegravese de beacutetalactamases (penicillinases ceacutephalosporinases blsehellip qui inactivent lATB Surtt pr les BGN

Pr les BGN il existe en plus une diminution de la permeacuteabiliteacute par modification des porines Pr les BGP diminution de lrsquoaffiniteacute des PLP pour les β-lactamines

Macrolides

La reacutesistance acquise aux macrolides est due principalement agrave la meacutethylation de la cible sur la sous-uniteacute 50S du ribosome empecircchant la liaison avec lrsquoantibiotique

Reacutesistance constitutive permanente=gt reacutesistance croiseacutee avec apparenteacutee linco et synergistine

Reacutesistance inductible par ATB =gt reacutesistance pour Macro Linco et synerG reste sensible

Teacutetra

cyclines

La reacutesistance est essentiellement de type plasmidique=gt Le meacutecanisme le + freacutequent est le blocage de lefflux mais aussi diminution de lrsquoaffiniteacute de la cible ribosomale

quinolones Lieacutee agrave des mutations de lADN gyrase ou des modifications de permeacuteabiliteacute agrave lATB

les reacutesistances drsquoorigine chromosomique Reacutesistance plasmidique ( QNR)

Aminosides

Reacutesistance naturelle Les aminosides doivent peacuteneacutetrer agrave linteacuterieur de la cellule ce quils font par diffusion passive et active

Certaines bacteacuteries sont impermeacuteables agrave la peacuteneacutetration passive des aminosides

Reacutesistance acquise Le plus souvent meacutedieacutee par un plasmide les bacteacuteries acquiegraverent la capaciteacute dinactiver lantibiotique

par adeacutenylation aceacutetylation ou phosphorylation dautres cas une mutation chromosomique peut modifier la sous-uniteacute 30S du ribosome

Rifampicine Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de

lenzyme cible lARN polymeacuterase Les reacutesistances st uniquement drsquoorigine chromosomique

Sulfamide Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de la

dihydropteacuteroate syntheacutetase

Vanco

mycine

la production dun preacutecurseur de peptidoglycane modifieacute sur lequel la vancomycine ne peut pas se fixer

pheacutenicoleacutes Principalement par production dune aceacutetyltransfeacuterase qui inactive lrsquoATB (plasmidique) ou

impermeacuteabiliteacute (chromosomique)

14

Anneacutee universitaire 20202021

FACMEDPHARM

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

LES ANTIBIOTIQUES EN PRATIQUE

Pour qursquoun antibiotique agisse il faut que la bacteacuterie y soit sensible (neacutecessaire mais pas suffisant) Il faut donc

introduire des notions drsquoactiviteacute de lrsquoantibiotique Il a y donc des notions qualitatives et quantitatives

Qualitatives - sensibiliteacute reacutesistant ou intermeacutediaire

Quantitatives - CMI (Concentration minimale inhibitrice)

A Mesure de lrsquoactiviteacute drsquoun antibiotique CMI

CMI la plus petite concentration qui inhibe toute culture visible (on voit les bacteacuteries agrave partir de 105

germesml) drsquoune souche bacteacuterienne

Pour calculer la CMI on utilise un bouillon de culture avec la bacteacuterie et plusieurs tubes avec des antibiotiques On

introduit dans le 1er tube une concentration de O5 mL drsquoantibiotique et on augmente dans les diffeacuterents tubes cette

concentration (+ un tube sans antibiotique) Puis on prend la bacteacuterie et on les met dans chaque tube (104 bacteacuteries)

Au bout de 24h agrave 37deg les tubes qui sont troubles ont eu une prolifeacuteration bacteacuterienne donc la bacteacuterie nrsquoest pas

morte A partir du tube de 4mL drsquoantibiotique le bouillon nrsquoest pas trouble donc la bacteacuterie a eacuteteacute tueacutee La CMI de

cet antibiotique est donc de 4mgL

B Sensibiliteacute et reacutesistance

Une souche est dite sensible lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement agrave dose habituelle par voie geacuteneacuterale

(Concentrations seacuteriques gt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 15mgL et le taux reacutesiduel de 5mgL cela veut dire

que dans le sang le taux sera supeacuterieur agrave la CMI (4mgL) Cet antibiotique est sensible

Une souche est dite reacutesistante lorsqursquoelle ne pourra pas ecirctre atteinte quel que soit le type de traitement

(Concentration seacuterique lt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 1mgL et le taux reacutesiduel de 05mgL Cet

antibiotique est reacutesistant car dans le sang la concentration drsquoantibiotique nrsquoest jamais supeacuterieure agrave la CMI

Une souche est dite intermeacutediaire lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement local ou par une augmentation de la

dose par voie geacuteneacuterale ou encore gracircce agrave une concentration physiologique particuliegravere

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 6mgL et le taux reacutesiduel de 3mgL la concentration

est un peu supeacuterieure agrave la CMI Il faut (si on peut car attention agrave la toxiciteacute) augmenter la posologie pour atteindre 8

Crsquoest un antibiotique intermeacutediaire

Si lrsquoantibiotique nrsquoa pas une concentration supeacuterieure agrave la CMI dans le sang mais supeacuterieure dans les urines (car

srsquoeacutelimine beaucoup) crsquoest aussi un intermeacutediaire Par exemple les aminosides srsquoeacuteliminent beaucoup et on en

retrouve en tregraves grande quantiteacute dans les urines donc dans la vessie Ils permettent donc de traiter des infections

urinaires BASSES (lagrave ougrave il y a de lrsquourine pas au niveau du rein ou il y a du sang ougrave la quantiteacute est moindre)

C Antibiogramme et CMI

Comme on ne peut pas connaicirctre toutes les CMI et les concentrations critiques (travail eacutenorme) on utilise en

routine des boicirctes de peacutetri ougrave lrsquoon met des disques chacun impreacutegneacutes drsquoun antibiotique Lrsquoantibiotique va se

deacutecharger sur la geacutelose agrave partir du centre donc plus on srsquoeacuteloigne du centre plus la concentration de lrsquoantibiotique

diminue

Si la bacteacuterie pousse au contact du disque la bacteacuterie est reacutesistante

Si on voit agrave un moment un arrecirct de la culture visible la bacteacuterie est sensible et on retrouve la deacutefinition (la plus

petite concentration qui inhibe toute culture visible) On va alors mesurer le diamegravetre sans culture visible et on va

comparer sur un graphique (donneacute par les fabricants) pour trouver la CMI correspondante Crsquoest une estimation de

la CMI

[C ] ATB mgl

24h agrave 37deg Lecture agrave 24 heures

22 44 88 00

55 11

To

CMI

15

D Mesure preacutecise de la CMI

Dans certaines pathologies (comme la meacuteningite) il faut avoir la CMI preacutecise On utilise la meacutethode de lrsquoE-test On

utilise des bandelettes qui libegraverent un gradient drsquoantibiotique dans le milieu et on mesure la vrai CMI

Principe de la lecture dun antibiogramme

Culture bacteacuterienne

diffusion [C]= 1d

d (zone dinhibition)

d Estimation de la CMI

64

30

20

10

005 4

16

Principe du Etestreg

E Les critegraveres de choix des antibiotiques

Le choix optimal drsquoun antibiotique deacutepend

- De la sensibiliteacute aux antibiotiques des bacteacuteries responsables de lrsquoinfection

- De la diffusion de lrsquoantibiotique au niveau du site de lrsquoinfection

- Des ATCDs du patient (Insuffisance Reacutenalehellip)

- De la toxiciteacute de lrsquoantibiotique

- De lrsquoEffet eacutecologique

- De lrsquoexpeacuterience du clinicien

- Du coucirct

F Le rocircle du laboratoire

- Faire lrsquoantibiogramme

- Deacuteterminer le type de reacutesistance

- Calculer la CMI

- Calculer la CMB (Concentration minimale bacteacutericide diminution de 4log de la concentration

bacteacuterienne avec lrsquoantibiotique)

- Effectuer le dosage des antibiotiques

- Faire des associations

Bacteacuteriostase Cest quand le nombre de bacteacuteries viables apregraves un temps dincubation donneacute avec un

antibiotique est infeacuterieur au nombre observeacute sur un eacutechantillon sans antibiotique

On a donc un ralentissement voire arrecirct de la

croissance bacteacuterienne quantifiable par la Concentration

Minimale Inhibitrice (CMI en mgL)

CMI Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle il ny a pas de croissance visible de la souche

bacteacuterienne les conditions de culture eacutetant standardiseacutees

(concentration minimale pour laquelle la courbe est plate agrave

droite)

17

Si lantibiotique na quune activiteacute bacteacuteriostatique le systegraveme immunitaire peut prendre en charge

la bacteacuterie affaiblie et finir de combattre linfection en revanche dans certains cas (plutocirct des infections

graves) on a besoin davoir un antibiotique bacteacutericide

Bacteacutericidie Cest quand le nombre de bacteacuteries tueacutees apregraves un

temps dincubation donneacute avec un antibiotique est infeacuterieur a

celui deacutetermineacute au temps T = 0

On a donc un arrecirct de la croissance avec

mortaliteacute quantifiable par la Concentration Minimale

Bacteacutericide (oui CMB en mgL)

CMB Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle leffet bacteacutericide souhaiteacute est de 9999 les

conditions de culture eacutetant standardiseacutees

Il y a des antibiotiques dont laction deacutepend de la

concentration et dautres dont laction deacutepend du temps (en

geacuteneacuteral leur action est plus lente que les antibiotiques

concentration-deacutependants)

- V Surveillance dun traitement ATB

- a) Surveillance clinique

- -efficaciteacute du traitement -reacutegression de la fiegravevre des signes geacuteneacuteraux et focaux

- -toleacuterance du traitement -recherche deffets secondaires des antibiotiques +++

- (allergie freacutequente avec les Beacuteta-lactamines)

- -arrecirct imeacutediat de la perfusion -gtpreacutevenir durgence un meacutedecin

- b) Surveillance bacteacuteriologique

- Antibiogramme appreacutecie la bacteacuteriostase +++

- -mesure du diamegravetre dinhibition de lATB lt--gt CMI de lATB

- Etude de lefficaciteacute des associations dantibiotiques in vitro pour seacutelection de couples dantibiotiques les +

efficaces sur la bacteacuterie viseacutee par lantibiotheacuterapie

- Attention association synergique+++-

- association indiffeacuterente

- association antagoniste

- association additive

- -Dosages seacuteriques des antibiotiques effectueacutes agrave des horaires preacutecis +++ (pic et taux reacutesiduel=valleacutee)

indiqueacutes dans linsuffisance heacutepatique et reacutenale

- -+ controcircle de lefficaciteacute et de la non toxiciteacute du traitement (risque reacutenal pour aminosides et

vancomycine risque auditif pour les aminosides)

- Seacuterie dheacutemocultures sur reacutesines (capteuses drsquoantibiotiques) apregraves 48 h de traitement dans les infections

graves (en particulier endocardites infectieuses)

- -agrave preacutelever avant une nouvelle injection dantibiotique si heacutemocultures positives --gt nouvel antibiogramme

(eacutevolution des reacutesistances du germe impliqueacute dans linfection)

Conclusion

Il y a de nombreux meacutecanismes de reacutesistance

Ces gegravenes de reacutesistance peuvent ecirctre mobilisables et eacutechangeacutes on peut avoir une modulation de lexpression de ces

gegravenes qui peuvent ecirctre plus ou moins transcrits ou une modification par mutation

Ces reacutesistances sont en augmentation du fait de la pression de seacutelection par lutilisation des

antibiotiques sur les flores bacteacuteriennes

18

On a apparition de bacteacuteries multireacutesistantes qui posent un problegraveme en milieu hospitalier

entraicircnant des infections nosocomiales chez des patients affaiblis pour lesquels nous navons plus

dantibiotiques

Il faut reacutealiser un antibiogramme pour savoir quel antibiotique on peut utiliser

Lutilisation des antibiotiques doit ecirctre rationnelle

Il faut surveiller leacutepideacutemiologie des bacteacuteries reacutesistantes aux antibiotiques Il a fallu rechercher des

nouveaux agents antibacteacuteriens ce qui signifie cribler les substances naturelles (pour cela on est repartis

sur des substances naturelles un peu neacutegligeacutees jusque-lagrave) bloquer les meacutecanismes de reacutesistance des

bacteacuteries aux antimicrobiens actuels identifier de nouvelles cibles bacteacuteriennes (possible gracircce agrave lapport

du geacutenome bacteacuterien)

TOP-TEN des bacteacuteries multi-reacutesistantes (BMR)et BHRe Bacteacuteries hautement reacutesistantes eacutemergentes

1) SARM Staphylocoque doreacute (Staphylococcus aureus) reacutesistant agrave la meacutethicilline =gt R toutes B-

lactamines

2) PSDP et PRDP Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) de sensibiliteacute diminueacutee ou reacutesistant agrave la

peacutenicilline =gt I toutes B-lactamines

3) BLSE bacille agrave Gram neacutegatif (enteacuterobacteacuteries le plus souvent) producteurs de B-lactamase agrave spectre

eacutetendu -gt R aux C3G

4) MDR-TB bacille de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) reacutesistant agrave lrsquoisoniazide et agrave la

rifampicine

5) Acinetobacter (A baumannii) reacutesistant agrave lrsquoimipeacutenegraveme

6) Bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) reacutesistant agrave tous les ATB sauf la colimycine

7) GISA Staphylocoque doreacute reacutesistant aux glycopeptides (vancomycine et teicoplanine)

8) EPC eacutentteacuterobacteacuteries productrices de carbapeacuteneacutemases BHRe

9) ERC enteacuterobacteacuteries reacutesistantes agrave la colistine BHRe

10) VRE enteacuterocoque ( faecium) reacutesistant agrave la vancomycine (+teicoplanine) BHRe

Bon Courage

5

dominante anaeacuterobie (comme les streptocoques) et qui sont donc deacutepourvues dans enzymes de la

respiration bacteacuterienne (catalase oxydase cytochrome oxydase) sont insensibles aux aminosides A

linteacuterieur de la bacteacuterie ils se fixent sur lARNr 16s de la petite sous-uniteacute et inhibent la translocation

Ce sont des antibiotiques bacteacutericides

bull Spectre large

4 Macrolides lincosamides streptogramines keacutetolides = MLSK

Ce sont plusieurs groupes au sein dune mecircme grande famille Ils ont une structure diffeacuterente mais

un meacutecanisme daction similaire

Moleacutecules agrave connaitre

Macrolides eacuterythromycine azithromycine

Lincosamides clindamycine

Streptogramines pristinamycine

Keacutetolides teacutelithromycine

bull Meacutecanisme daction Se fixent sur lARNr 23s de la grande sous-uniteacute du ribosome inhibent la phase

deacutelongation entrainent des erreurs de lecture une interruption preacutematureacutee de la traduction du polypeptide

(en geacuteneacuteral on obtient de petits polypeptides de 4 agrave 5 acides amineacutes complegravetement inutiles agrave la bacteacuterie)

Ce sont des antibiotiques bacteacuteriostatiques

bull Spectre les MLSK sont actifs sur les gram + uniquement car ils ne peuvent pas franchir la

membrane externe des Gram - Cependant ils sont aussi actifs sur les bacteacuteries atypiques

mycoplasmes chlamydiae leacutegionnelles

D Antibiotique inhibant la biosynthegravese ou les fonctions des acides nucleacuteiques

On va prendre quatre exemples quinolones sulfamides et trimeacutethoprime rifampicine nitroimidazoleacutes

1 Quinolones et fluoroquinolones

On a plusieurs moleacutecules -les quinolones les premiegraveres sont les moins actives

-les fluoroquinolones plus actives

bull Moleacutecules Exemples Acide nalidixique (quinolones)

Ofloxacine ciprofloxacine (fluoroquinolones)

bull Meacutecanisme daction

Ces moleacutecules vont bloquer la synthegravese de lADN au niveau de deux enzymes qui ont un rocircle essentiel dans la

reacuteplication de lADN - ADN gyrase -Topoisomeacuterase IV

Ce sont des antibiotiques bacteacutericides

bull Spectre Les quinolones ont un spectre eacutetroit (essentiellement les enteacuterobacteacuteries)

Les fluoroquinolones ont un spectre beaucoup plus large (BGN BGP) Le fait davoir ajouteacute un

atome de fluor augmente le spectre (antibiotiques actifs pour les bacteacuteries agrave gram- et gram+)

2 Sulfamides et trimeacutethoprime

bull Meacutecanisme daction

ordm Ils inhibent la synthegravese des folates qui ont un rocircle dans la synthegravese des acides nucleacuteiques Donc en

inhibant la synthegravese des folates il va y avoir une inhibition de la synthegravese des acides nucleacuteiques

ordm Ces antibiotiques sont capables dinhiber des enzymes (inhibition compeacutetitive) ayant un rocircle dans la

synthegravese de lacide teacutetrahydrofolique preacutecurseur des bases puriques et pyrimidiques

ordm Les sulfamides et trimeacutethoprime inhibent chacun une eacutetape diffeacuterente de cette synthegravese car ils

inhibent chacun une enzyme diffeacuterente

ordm Les sulfamides et trimeacutethoprime seules sont bacteacuteriostatiques

6

Lorsquon associe les deux on a un nouvel antibiotique cotrimoxazole (Bactrim) bacteacutericide

3 Nitroimidazoleacutes

Ce sont des antibiotiques actifs agrave leacutetat reacuteduit et qui nagissent que sur les anaeacuterobies Ils vont se fixer

sur les deacuteriveacutes reacuteduits de lADN et entraicircnent une coupure des brins dADN Ils ont donc une action bacteacutericide

Un exemple agrave retenir tregraves utiliseacute sur les bacteacuteries en milieu anaeacuterobie le meacutetronidazole (Flagyl)

4 Rifampicine

Cet antibiotique inhibe lARN polymeacuterase ADN deacutependante et donc la transcription de lADN en ARNm

Cest un antituberculeux majeur

7

Anneacutee universitaire 20202021

FACULTE DE MEDECINE U3

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

Meacutecanismes de reacutesistance aux antibiotiques

III MECANISMES DE RESISTANCE AUX ANTIBIOTIQUES

bull Il sagit dun problegraveme de santeacute publique

bull Lantibiotique est un bien durable agrave proteacuteger A vouloir trop les utiliser et nimporte comment les

bacteacuteries y reacutesistent de plus en plus

bull Le pheacutenomegravene de reacutesistance aux antibiotiques est observeacute en milieu communautaire et en milieu

hospitalier (infections nosocomiales)

bull La reacutesistance est connue pour toutes les familles dantibiotiques et pour toutes les espegraveces bacteacuteriennes

Pas un antibiotique neacutechappe agrave la reacutesistance et pratiquement toutes les bacteacuteries sont capables de

deacutevelopper des reacutesistances agrave un antibiotique

A Caracteacuteristiques de la reacutesistance bacteacuterienne

bull Nous avons vu quil y a une eacutemergence plus ou moins rapide apregraves lintroduction de lantibiotique

bull Il faut 8 agrave 10 ans pour sortir un antibiotique sur le marcheacute Entre la synthegravese de la moleacutecule et

lutilisation chez le patient il y aura eu des eacutetudes en laboratoire qui auront essayeacute dobtenir des

reacutesistances pour voir comment ccedila marche et comment on peut les preacutevenir

bull La freacutequence est en augmentation et la reacutesistance varie selon les antibiotiques

bull La reacutesistance est transfeacuterable ce qui pose problegraveme pour le traitement des patients En effet on a des

gegravenes de reacutesistance qui peuvent ecirctre porteacutes sur des plasmides sur des transposons ou des inteacutegrons

bull La reacutesistance peut donc passer dune bacteacuterie agrave une autre et il peut y avoir une diffusion au sein des patients

dun mecircme service Il sagit alors dune diffusion eacutepideacutemique de certains gegravenes de reacutesistance

bull Tout dun coup on a tous les patients dune uniteacute de soins intensifs qui preacutesentent une bacteacuterie

multireacutesistante (BMR) Ceci est ducirc agrave une addition des meacutecanismes de reacutesistance

B Principaux types de reacutesistance

Il existe deux types de reacutesistance -naturelle

1 Reacutesistance naturelle

bull Elle va caracteacuteriser un genre ou une espegravece bacteacuterienne Cette reacutesistance naturelle va toucher toutes les

souches dune espegravece bacteacuterienne Cest le caractegravere normal de la bacteacuterie (on parle de pheacutenotype normal

ou laquo sauvage raquo)

bull Cette reacutesistance naturelle va deacutefinir le spectre clinique dun antibiotique

bull Pour quelle soit transmissible agrave toutes les souches dune espegravece il faut que cette reacutesistance soit porteacutee

par le chromosome bacteacuterien Ce gegravene peut ecirctre transmis verticalement

8

2 Reacutesistance acquise

bull Elle est propre agrave certaines souches dune espegravece Elle nutilise pas toutes les souches dune espegravece

bacteacuterienne

bull Sa proportion est variable dans le temps

bull Il y a acquisition dun ou plusieurs meacutecanismes de reacutesistance Contrairement agrave la reacutesistance

naturelle qui est un pheacutenotype normal on a ici un pheacutenotype anormal

bull La transmission horizontale est possible Elle est permise par des les plasmides ou les transposons qui

sont des eacuteleacutements transfeacuterables La bacteacuterie qui a acquis ce meacutecanisme de reacutesistance peut le transfeacuterer agrave

la voisine cest la diffusion eacutepideacutemique

bull On a des espegraveces qui sont plus concerneacutees que dautres par ce meacutecanisme de transmission acquise Il sagit

de bacteacuteries agrave gram+ comme le staphylocoque et le pneumocoque mais aussi de bacteacuteries agrave gram- Ca

existe aussi pour des espegraveces habituellement sensibles

Voici un antibiogramme Sur cette boicircte de geacutelose on a mis

la bacteacuterie et on deacutepose ensuite des disques contenant des

concentrations connues dantibiotiques Autour des disques

se trouvent les diamegravetres dinhibition de croissance Apregraves

avoir mesureacute les diamegravetres on peut dire si la bacteacuterie est

sensible ou reacutesistante

Sur la premiegravere image la souche est sensible agrave tous les

antibiotiques pour lesquels elle est testeacutee Sur la seconde

image la souche a acquis des meacutecanismes de reacutesistance En

effet pour certains antibiotiques la bacteacuterie pousse au

contact du disque le diamegravetre est tregraves diminueacute Donc

lantibiotique ne marche pas

C Support geacuteneacutetique de la reacutesistance

On peut avoir des mutations qui existent deacutejagrave ou des transferts de gegravenes

1 Mutations affectant des gegravenes preacute-existants

bull Deacutefinition Une mutation est un eacuteveacutenement rare (la freacutequence varie de 10-6 agrave 10-10) spontaneacute stable

heacutereacuteditaire de transmission verticale

bull Ces mutations peuvent concerner tous les gegravenes des gegravenes de structure ou de reacutegulation des gegravenes

porteacutes par le chromosome ou porteacutes par le plasmide

bull Dans le cadre de la reacutesistance aux antibiotiques il peut sagir de mutations

-dune porine (proteacuteine de la membrane externe) qui va disparaicirctre ou diminuer consideacuterablement de

diamegravetre entraicircnant alors une impermeacuteabiliteacute

-de lADN gyrase (cible des fluoroquinolones)

-dune proteacuteine ribosomique qui va entraicircner une reacutesistance aux antibiotiques qui ciblent les ribosomes -de

lARN polymeacuterase qui va entraicircner la reacutesistance agrave la rifampicine

bull Ce sont des mutations de gegravenes de structure qui entraicircnent une reacutesistance aux antibiotiques ciblant ces gegravenes

lagrave Le plus souvent une mutation confegravere la reacutesistance agrave un antibiotique ou agrave une famille dantibiotiques

puisque les mutations sont indeacutependantes et speacutecifiques

bull Lantibiotique nest pas mutagegravene mais va seacutelectionner les rares mutants qui existaient deacutejagrave au sein de la

population bacteacuterienne sensible Ces mutants navaient pas besoin de se deacutevelopper puisque ils neacutetaient

pas mis en contact avec lantibiotique

bull Conseacutequences neacutecessiteacute dassocier des antibiotiques dans certains cas

-tuberculose il faut associer quatre antibiotiques diffeacuterents pour ecirctre sucircr quau moins un des quatre va marcher

car cest une bacteacuterie qui mute beaucoup

-pour antibiotiques agrave forts taux de mutation quinolones rifampicine fosfomycine acide fusidique Il vaut

mieux les associer lorsquon a une infection seacutevegravere afin decirctre sucircr quau moins un des deux marche

9

bull Les mutations repreacutesentent agrave peu pregraves 10 agrave 20 de la reacutesistance

2 Reacutesistance par acquisition de gegravenes

bull Concerne 80-90 de la reacutesistance

bull Caracteacuteristiques Il y a trois meacutecanismes de transfert horizontal la transformation (cest de lADN libre les

bacteacuteries sont compeacutetentes) la conjugaison (neacutecessite un contact entre les bacteacuteries avec transfert de

plasmide) la transduction (meacutecanisme de transfert par lintermeacutediaire dun phage petit virus qui va injecter

de lADN bacteacuterien agrave linteacuterieur de la bacteacuterie reacuteceptrice) Par lintermeacutediaire de ces trois meacutecanismes on a

un apport dinformation geacuteneacutetique exogegravene via des eacuteleacutements geacuteneacutetiques mobiles portant des gegravenes de

reacutesistance

Ce scheacutema repreacutesente une bacteacuterie agrave linteacuterieur de laquelle se trouvent des eacuteleacutements extra-chromosomiques comme

le plasmide des eacuteleacutements geacuteneacutetiques mobiles (transposon et inteacutegron) Les transposons plus petits que le plasmide

peuvent ecirctre preacutesents sur le plasmide mais aussi sur le chromosome Linteacutegron encore plus petit nheacuteberge que des

gegravenes de reacutesistance et peut se situer sur le transposon sur le plasmide ou encore sur le chromosome

bull Les plasmides peuvent ecirctre transmis de faccedilon

horizontale plutocirct par conjugaison pour les bacteacuteries

agrave gram- et plutocirct par transduction pour les bacteacuteries agrave

gram+ Suivant le plasmide on a une speacutecificiteacute eacutetroite

ou large Quand on a une speacutecificiteacute large le plasmide

peut passer dune bacteacuterie dune espegravece diffeacuterente agrave une

autre Lorsque la speacutecificiteacute est eacutetroite le plasmide va

pouvoir ecirctre eacutechangeacute uniquement au sein de la mecircme

espegravece

bull Toutes les bacteacuteries peuvent seacutechanger des gegravenes par

ces meacutecanismes sauf les mycobacteacuteries Tous les

antibiotiques sont concerneacutes par cette reacutesistance par acquisition de gegravenes sauf les polymyxines et les

furanes

bull La notion de pression de seacutelection des antibiotiques est tregraves importante La bacteacuterie va devenir

reacutesistante si on la met en preacutesence dun antibiotique Si elle nest pas mise en contact avec lantibiotique

elle na pas besoin de transfeacuterer des gegravenes qui vont porter la reacutesistance aux antibiotiques Il faut avoir un

usage raisonneacute des antibiotiques prescrire un antibiotique nest pas anodin Si vous prescrivez un

antibiotique pour une infection virale on naura aucun effet sur linfection virale et on risque de

seacutelectionner des reacutesistances au sein des bacteacuteries naturellement preacutesentes dans lorganisme

D Meacutecanismes biochimiques de la reacutesistance

10

MECANISMES FONDAMENTAUX DE LA RESISTANCE

bull Inactivation de lrsquoantibiotique +++

-destruction de lrsquoATB

bull Alteacuteration de la cible de lrsquoATB

(Modification deacutegradation substitution)

modification de sa structure

bull Absence de peacuteneacutetration de lrsquoATB

diminution de la permeacuteabiliteacute (paroi porines)

Sortie excessive de lrsquoATB (efflux)

Exemple beacutetalactamines

1 Deacutefaut de peacuteneacutetration de lantibiotique Impermeacuteabiliteacute

On revient sur ce scheacutema (rappel les bacteacuteries gram- ont en plus la membrane externe)

Les antibiotiques peuvent passent par les

porines Il sagit dantibiotiques

hydrophiles et de petites tailles

Les antibiotiques hydrophobes passent

par le lipopolysaccharide Ils vont

deacutestructurer les lipopolysaccharides et

vont ensuite peacuteneacutetrer agrave travers les

phospholipides et les peptidoglycanes

11

bull Reacutesistance naturelle aux antibiotiques hydrophiles et de masse moleacuteculaire eacuteleveacutee (macrolides

glycopeptides) En effet ils ne vont pas pouvoir passer par la porine parce quils sont trop gros et comme

ils sont hydrophiles ils narrivent pas agrave deacutesorganiser le lipopolysaccharide Ce sont des antibiotiques qui

naturellement seront inactifs sur les bacteacuteries agrave gram- par impermeacuteabiliteacute

bull Reacutesistance acquise avec des mutations au niveau des gegravenes qui codent pour les porines On a alors une

disparition de la porine ou un diamegravetre plus eacutetroit Les antibiotiques ne pourront plus passer on parle

dimpermeacuteabiliteacute

2 Deacutefaut daccumulation de lantibiotique par efflux actif

La bacteacuterie va exporter lantibiotique en dehors delle-mecircme et ce pheacutenomegravene neacutecessite de leacutenergie

Lefflux actif peut concerner plusieurs familles dantibiotiques ou une seule famille dantibiotiques Lorsque

plusieurs familles dantibiotiques sont concerneacutees (fluoroquinolones teacutetracyclines aminosides β-

lactamines hellip) on parle de MDR (Multi Drug Resistance)

bull Ces systegravemes ne marchent quavec de leacutenergie Les proteacuteines de la membrane vont former un systegraveme

capable deffluer lantibiotique en dehors de la bacteacuterie Ce sont des systegravemes de proteacuteines

transmembranaires plus ou moins compliqueacutes

3 Inactivation enzymatique de lantibiotique

a Hydrolyse Exemple des β-lactamases hydrolysant les β

lactamines

bull Les enzymes vont ecirctre capables de deacutetruire les antibiotiques

bull Les β-lactamases sont nombreuses on peut les classer par leur deacuteterminisme geacuteneacutetique le spectre

dhydrolyse

bull Les β-lactamases hydrolysent et ouvrent le cycle β-lactame

En preacutesence deau et de β-lactamases on a ouverture du cycle β-lactame

On peut avoir des β-lactamases plasmidiques et des β-lactamases porteacutees par le chromosome

Les peacutenicillinases vont hydrolyser les peacutenicillines

bullNombreuses varieacuteteacutes exemples On a des

peacutenicillinases qui vont hydrolyser uniquement les peacutenicillines G et A Cela entraicircne une reacutesistance acquise

aux peacutenicillines G et A chez le staphylocoque doreacute Il sagit ici dun spectre eacutetroit de la β-lactamase Au

12

contraire les β-lactamases agrave spectre eacutetendu (BLSE) entraicircne une reacutesistance acquise agrave toutes les

peacutenicillines et agrave toutes les ceacutephalosporines Ca touche toutes les β-lactamines sauf les carbapeacutenegravemes

Ces BLSE on les trouve chez les enteacuterobacteacuteries (Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Enterobacter

aerogenes) surtout responsables dinfections nosocomiales Chez un patient hospitaliseacute en soins intensifs

on va rechercher toutes les semaines sil nest pas porteur de BLSE On cherche agrave savoir si les bacteacuteries au

niveau de son tube digestif portent cette BLSE Dans le cas ougrave le patient serait porteur il faudrait lisoler

Actuellement eacutemergent les carbapeacutenegravemases

b Modification exemple des enzymes modifiant les aminosides

Il peut sagir de

phosphorylases (phosphorylation

APH) de nucleacuteotides transfeacuterases

(nucleacuteotidylation ANT) des

aceacutetyltransfeacuterases (aceacutetylation

AAC)

Toutes ces transfeacuterases

vont apporter des modifications

sur les radicaux des aminosides et

vont les inactiver

4 Deacutefaut daffiniteacute de la cible de lantibiotique

a Modification du site daction de lantibiotique

bull Les sites daction des β-lactamines sont les PLP

bull Lorsque les PLP sont alteacutereacutees elles vont rendre la bacteacuterie insensible aux β-lactamines

On va prendre deux exemples une infection nosocomiale et une infection communautaire

-Le staphylocoque doreacute (staphylocoque aureus) est reacutesistant agrave la meacuteticilline (SARM)

Certains staphylocoques ont eacuteteacute capables de deacutevelopper un meacutecanisme de reacutesistance vis agrave vis de cette

peacutenicilline Pour cela ils ont acquis une PLP additionnelle appeleacutee PLP2a ou PLP2 de tregraves faible affiniteacute pour

la meacuteticilline et toutes les autres β-lactamines Ils deviennent donc reacutesistants agrave toutes β-lactamines

Cette PLP2a est codeacutee par le gegravene mecA inteacutegreacute dans le chromosome Son origine est inconnue mais il y a

probablement une transmission horizontale avec dautres espegraveces de staphylocoques

-Les pneumocoques de sensibiliteacute diminueacutee aux peacutenicillines (PSDP)

Dans ce cas il ne sagit pas de lacquisition dune nouvelle PLP mais dune modification dune PLP preacute-existante

Ceci entraine une diminution daffiniteacute des β-lactamines pour les PLP Il y a eu un reacutearrangement des gegravenes de

structure qui codent pour les PLP apregraves acquisition de mateacuteriel exogegravene par transformation

Le pneumocoque est une bacteacuterie naturellement compeacutetente (peut acqueacuterir naturellement de lADN libre) Il est

naturellement dans la gorge en mecircme temps que les streptocoques oraux Lorsquon donne des antibiotiques pour

une angine dorigine virale il va y avoir seacutelection de mutants reacutesistants au niveau des streptocoques oraux Des

mutations vont se produire au niveau des PLP des streptocoques oraux De faccedilon naturelle les streptocoques

oraux vont finir par ecirctre deacutetruits et on va avoir des fragments de gegravenes de PLP muteacutes qui vont se balader dans la

sphegravere ORL et vont pouvoir rentrer agrave linteacuterieur des pneumocoques Lorsque es gegravenes de PLP muteacutes vont rentreacutes

13

dans le pneumocoque il va y avoir substitution de la PLP muteacutee au niveau de la PLP sensible et donc un

reacutearrangement par recombinaison homologue

Les PLP alteacutereacutees sont codeacutees par des gegravenes laquo mosaiumlques raquo avec des blocs de seacutequences laquo sensibles raquo remplaceacutes par

des blocs de seacutequences laquo reacutesistantes raquo provenant de streptocoques non groupables commensaux

Cest de cette maniegravere que le pneumocoque est devenu reacutesistant aux β-lactamines et quon a commenceacute agrave sen

inquieacuteter en deacuteveloppant des campagnes LES ANTIBIOTIQUES CEST PAS AUTOMATIQUE

b Protection de la cible

bull La cible peut ecirctre modifieacutee mais aussi proteacutegeacutee

bull On va consideacuterer lexemple de la reacutesistance aux teacutetracyclines Certaines bacteacuteries ont acquis un gegravene Tet(M)

codant pour la proteacuteine Tet(M) qui va proteacuteger le ribosome de laction des teacutetracyclines La cible des

teacutetracyclines nest plus accessible et donc lantibiotique ne peut plus sy fixer

De la nature de ce meacutecanisme deacutependent

le niveau de reacutesistance suivant le meacutecanisme on a un niveau de reacutesistance plus ou moins eacuteleveacute et donc

une augmentation de la CMI plus ou moins eacuteleveacutee Par exemple limpermeacuteabiliteacute va multiplier par dix la

CMI de lantibiotique En revanche une enzyme peut entraicircner la multiplication de la CMI par un facteur

1000 Dans ce cas on est plus sucircr que la concentration de lantibiotique dans lorganisme puisse ecirctre

supeacuterieure agrave la CMI On a un risque deacutechec

bull plusieurs meacutecanismes de reacutesistance possibles pour un antibiotique

exemple on peut avoir une bacteacuterie qui a une β-lactamase qui va hydrolyser les β-lactamines un systegraveme defflux

pour faire sortir une β-lactamine hors de la bacteacuterie et une PLP modifieacutee

bull une reacutesistance croiseacutee ou non entre antibiotiques de mecircme famille ou de famille diffeacuterente

En reacutesumeacute Meacutecanismes principaux de reacutesistance en fonction de la famille drsquoATB

Beacuteta

lactamines

Essentiellement due agrave la synthegravese de beacutetalactamases (penicillinases ceacutephalosporinases blsehellip qui inactivent lATB Surtt pr les BGN

Pr les BGN il existe en plus une diminution de la permeacuteabiliteacute par modification des porines Pr les BGP diminution de lrsquoaffiniteacute des PLP pour les β-lactamines

Macrolides

La reacutesistance acquise aux macrolides est due principalement agrave la meacutethylation de la cible sur la sous-uniteacute 50S du ribosome empecircchant la liaison avec lrsquoantibiotique

Reacutesistance constitutive permanente=gt reacutesistance croiseacutee avec apparenteacutee linco et synergistine

Reacutesistance inductible par ATB =gt reacutesistance pour Macro Linco et synerG reste sensible

Teacutetra

cyclines

La reacutesistance est essentiellement de type plasmidique=gt Le meacutecanisme le + freacutequent est le blocage de lefflux mais aussi diminution de lrsquoaffiniteacute de la cible ribosomale

quinolones Lieacutee agrave des mutations de lADN gyrase ou des modifications de permeacuteabiliteacute agrave lATB

les reacutesistances drsquoorigine chromosomique Reacutesistance plasmidique ( QNR)

Aminosides

Reacutesistance naturelle Les aminosides doivent peacuteneacutetrer agrave linteacuterieur de la cellule ce quils font par diffusion passive et active

Certaines bacteacuteries sont impermeacuteables agrave la peacuteneacutetration passive des aminosides

Reacutesistance acquise Le plus souvent meacutedieacutee par un plasmide les bacteacuteries acquiegraverent la capaciteacute dinactiver lantibiotique

par adeacutenylation aceacutetylation ou phosphorylation dautres cas une mutation chromosomique peut modifier la sous-uniteacute 30S du ribosome

Rifampicine Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de

lenzyme cible lARN polymeacuterase Les reacutesistances st uniquement drsquoorigine chromosomique

Sulfamide Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de la

dihydropteacuteroate syntheacutetase

Vanco

mycine

la production dun preacutecurseur de peptidoglycane modifieacute sur lequel la vancomycine ne peut pas se fixer

pheacutenicoleacutes Principalement par production dune aceacutetyltransfeacuterase qui inactive lrsquoATB (plasmidique) ou

impermeacuteabiliteacute (chromosomique)

14

Anneacutee universitaire 20202021

FACMEDPHARM

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

LES ANTIBIOTIQUES EN PRATIQUE

Pour qursquoun antibiotique agisse il faut que la bacteacuterie y soit sensible (neacutecessaire mais pas suffisant) Il faut donc

introduire des notions drsquoactiviteacute de lrsquoantibiotique Il a y donc des notions qualitatives et quantitatives

Qualitatives - sensibiliteacute reacutesistant ou intermeacutediaire

Quantitatives - CMI (Concentration minimale inhibitrice)

A Mesure de lrsquoactiviteacute drsquoun antibiotique CMI

CMI la plus petite concentration qui inhibe toute culture visible (on voit les bacteacuteries agrave partir de 105

germesml) drsquoune souche bacteacuterienne

Pour calculer la CMI on utilise un bouillon de culture avec la bacteacuterie et plusieurs tubes avec des antibiotiques On

introduit dans le 1er tube une concentration de O5 mL drsquoantibiotique et on augmente dans les diffeacuterents tubes cette

concentration (+ un tube sans antibiotique) Puis on prend la bacteacuterie et on les met dans chaque tube (104 bacteacuteries)

Au bout de 24h agrave 37deg les tubes qui sont troubles ont eu une prolifeacuteration bacteacuterienne donc la bacteacuterie nrsquoest pas

morte A partir du tube de 4mL drsquoantibiotique le bouillon nrsquoest pas trouble donc la bacteacuterie a eacuteteacute tueacutee La CMI de

cet antibiotique est donc de 4mgL

B Sensibiliteacute et reacutesistance

Une souche est dite sensible lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement agrave dose habituelle par voie geacuteneacuterale

(Concentrations seacuteriques gt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 15mgL et le taux reacutesiduel de 5mgL cela veut dire

que dans le sang le taux sera supeacuterieur agrave la CMI (4mgL) Cet antibiotique est sensible

Une souche est dite reacutesistante lorsqursquoelle ne pourra pas ecirctre atteinte quel que soit le type de traitement

(Concentration seacuterique lt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 1mgL et le taux reacutesiduel de 05mgL Cet

antibiotique est reacutesistant car dans le sang la concentration drsquoantibiotique nrsquoest jamais supeacuterieure agrave la CMI

Une souche est dite intermeacutediaire lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement local ou par une augmentation de la

dose par voie geacuteneacuterale ou encore gracircce agrave une concentration physiologique particuliegravere

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 6mgL et le taux reacutesiduel de 3mgL la concentration

est un peu supeacuterieure agrave la CMI Il faut (si on peut car attention agrave la toxiciteacute) augmenter la posologie pour atteindre 8

Crsquoest un antibiotique intermeacutediaire

Si lrsquoantibiotique nrsquoa pas une concentration supeacuterieure agrave la CMI dans le sang mais supeacuterieure dans les urines (car

srsquoeacutelimine beaucoup) crsquoest aussi un intermeacutediaire Par exemple les aminosides srsquoeacuteliminent beaucoup et on en

retrouve en tregraves grande quantiteacute dans les urines donc dans la vessie Ils permettent donc de traiter des infections

urinaires BASSES (lagrave ougrave il y a de lrsquourine pas au niveau du rein ou il y a du sang ougrave la quantiteacute est moindre)

C Antibiogramme et CMI

Comme on ne peut pas connaicirctre toutes les CMI et les concentrations critiques (travail eacutenorme) on utilise en

routine des boicirctes de peacutetri ougrave lrsquoon met des disques chacun impreacutegneacutes drsquoun antibiotique Lrsquoantibiotique va se

deacutecharger sur la geacutelose agrave partir du centre donc plus on srsquoeacuteloigne du centre plus la concentration de lrsquoantibiotique

diminue

Si la bacteacuterie pousse au contact du disque la bacteacuterie est reacutesistante

Si on voit agrave un moment un arrecirct de la culture visible la bacteacuterie est sensible et on retrouve la deacutefinition (la plus

petite concentration qui inhibe toute culture visible) On va alors mesurer le diamegravetre sans culture visible et on va

comparer sur un graphique (donneacute par les fabricants) pour trouver la CMI correspondante Crsquoest une estimation de

la CMI

[C ] ATB mgl

24h agrave 37deg Lecture agrave 24 heures

22 44 88 00

55 11

To

CMI

15

D Mesure preacutecise de la CMI

Dans certaines pathologies (comme la meacuteningite) il faut avoir la CMI preacutecise On utilise la meacutethode de lrsquoE-test On

utilise des bandelettes qui libegraverent un gradient drsquoantibiotique dans le milieu et on mesure la vrai CMI

Principe de la lecture dun antibiogramme

Culture bacteacuterienne

diffusion [C]= 1d

d (zone dinhibition)

d Estimation de la CMI

64

30

20

10

005 4

16

Principe du Etestreg

E Les critegraveres de choix des antibiotiques

Le choix optimal drsquoun antibiotique deacutepend

- De la sensibiliteacute aux antibiotiques des bacteacuteries responsables de lrsquoinfection

- De la diffusion de lrsquoantibiotique au niveau du site de lrsquoinfection

- Des ATCDs du patient (Insuffisance Reacutenalehellip)

- De la toxiciteacute de lrsquoantibiotique

- De lrsquoEffet eacutecologique

- De lrsquoexpeacuterience du clinicien

- Du coucirct

F Le rocircle du laboratoire

- Faire lrsquoantibiogramme

- Deacuteterminer le type de reacutesistance

- Calculer la CMI

- Calculer la CMB (Concentration minimale bacteacutericide diminution de 4log de la concentration

bacteacuterienne avec lrsquoantibiotique)

- Effectuer le dosage des antibiotiques

- Faire des associations

Bacteacuteriostase Cest quand le nombre de bacteacuteries viables apregraves un temps dincubation donneacute avec un

antibiotique est infeacuterieur au nombre observeacute sur un eacutechantillon sans antibiotique

On a donc un ralentissement voire arrecirct de la

croissance bacteacuterienne quantifiable par la Concentration

Minimale Inhibitrice (CMI en mgL)

CMI Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle il ny a pas de croissance visible de la souche

bacteacuterienne les conditions de culture eacutetant standardiseacutees

(concentration minimale pour laquelle la courbe est plate agrave

droite)

17

Si lantibiotique na quune activiteacute bacteacuteriostatique le systegraveme immunitaire peut prendre en charge

la bacteacuterie affaiblie et finir de combattre linfection en revanche dans certains cas (plutocirct des infections

graves) on a besoin davoir un antibiotique bacteacutericide

Bacteacutericidie Cest quand le nombre de bacteacuteries tueacutees apregraves un

temps dincubation donneacute avec un antibiotique est infeacuterieur a

celui deacutetermineacute au temps T = 0

On a donc un arrecirct de la croissance avec

mortaliteacute quantifiable par la Concentration Minimale

Bacteacutericide (oui CMB en mgL)

CMB Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle leffet bacteacutericide souhaiteacute est de 9999 les

conditions de culture eacutetant standardiseacutees

Il y a des antibiotiques dont laction deacutepend de la

concentration et dautres dont laction deacutepend du temps (en

geacuteneacuteral leur action est plus lente que les antibiotiques

concentration-deacutependants)

- V Surveillance dun traitement ATB

- a) Surveillance clinique

- -efficaciteacute du traitement -reacutegression de la fiegravevre des signes geacuteneacuteraux et focaux

- -toleacuterance du traitement -recherche deffets secondaires des antibiotiques +++

- (allergie freacutequente avec les Beacuteta-lactamines)

- -arrecirct imeacutediat de la perfusion -gtpreacutevenir durgence un meacutedecin

- b) Surveillance bacteacuteriologique

- Antibiogramme appreacutecie la bacteacuteriostase +++

- -mesure du diamegravetre dinhibition de lATB lt--gt CMI de lATB

- Etude de lefficaciteacute des associations dantibiotiques in vitro pour seacutelection de couples dantibiotiques les +

efficaces sur la bacteacuterie viseacutee par lantibiotheacuterapie

- Attention association synergique+++-

- association indiffeacuterente

- association antagoniste

- association additive

- -Dosages seacuteriques des antibiotiques effectueacutes agrave des horaires preacutecis +++ (pic et taux reacutesiduel=valleacutee)

indiqueacutes dans linsuffisance heacutepatique et reacutenale

- -+ controcircle de lefficaciteacute et de la non toxiciteacute du traitement (risque reacutenal pour aminosides et

vancomycine risque auditif pour les aminosides)

- Seacuterie dheacutemocultures sur reacutesines (capteuses drsquoantibiotiques) apregraves 48 h de traitement dans les infections

graves (en particulier endocardites infectieuses)

- -agrave preacutelever avant une nouvelle injection dantibiotique si heacutemocultures positives --gt nouvel antibiogramme

(eacutevolution des reacutesistances du germe impliqueacute dans linfection)

Conclusion

Il y a de nombreux meacutecanismes de reacutesistance

Ces gegravenes de reacutesistance peuvent ecirctre mobilisables et eacutechangeacutes on peut avoir une modulation de lexpression de ces

gegravenes qui peuvent ecirctre plus ou moins transcrits ou une modification par mutation

Ces reacutesistances sont en augmentation du fait de la pression de seacutelection par lutilisation des

antibiotiques sur les flores bacteacuteriennes

18

On a apparition de bacteacuteries multireacutesistantes qui posent un problegraveme en milieu hospitalier

entraicircnant des infections nosocomiales chez des patients affaiblis pour lesquels nous navons plus

dantibiotiques

Il faut reacutealiser un antibiogramme pour savoir quel antibiotique on peut utiliser

Lutilisation des antibiotiques doit ecirctre rationnelle

Il faut surveiller leacutepideacutemiologie des bacteacuteries reacutesistantes aux antibiotiques Il a fallu rechercher des

nouveaux agents antibacteacuteriens ce qui signifie cribler les substances naturelles (pour cela on est repartis

sur des substances naturelles un peu neacutegligeacutees jusque-lagrave) bloquer les meacutecanismes de reacutesistance des

bacteacuteries aux antimicrobiens actuels identifier de nouvelles cibles bacteacuteriennes (possible gracircce agrave lapport

du geacutenome bacteacuterien)

TOP-TEN des bacteacuteries multi-reacutesistantes (BMR)et BHRe Bacteacuteries hautement reacutesistantes eacutemergentes

1) SARM Staphylocoque doreacute (Staphylococcus aureus) reacutesistant agrave la meacutethicilline =gt R toutes B-

lactamines

2) PSDP et PRDP Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) de sensibiliteacute diminueacutee ou reacutesistant agrave la

peacutenicilline =gt I toutes B-lactamines

3) BLSE bacille agrave Gram neacutegatif (enteacuterobacteacuteries le plus souvent) producteurs de B-lactamase agrave spectre

eacutetendu -gt R aux C3G

4) MDR-TB bacille de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) reacutesistant agrave lrsquoisoniazide et agrave la

rifampicine

5) Acinetobacter (A baumannii) reacutesistant agrave lrsquoimipeacutenegraveme

6) Bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) reacutesistant agrave tous les ATB sauf la colimycine

7) GISA Staphylocoque doreacute reacutesistant aux glycopeptides (vancomycine et teicoplanine)

8) EPC eacutentteacuterobacteacuteries productrices de carbapeacuteneacutemases BHRe

9) ERC enteacuterobacteacuteries reacutesistantes agrave la colistine BHRe

10) VRE enteacuterocoque ( faecium) reacutesistant agrave la vancomycine (+teicoplanine) BHRe

Bon Courage

6

Lorsquon associe les deux on a un nouvel antibiotique cotrimoxazole (Bactrim) bacteacutericide

3 Nitroimidazoleacutes

Ce sont des antibiotiques actifs agrave leacutetat reacuteduit et qui nagissent que sur les anaeacuterobies Ils vont se fixer

sur les deacuteriveacutes reacuteduits de lADN et entraicircnent une coupure des brins dADN Ils ont donc une action bacteacutericide

Un exemple agrave retenir tregraves utiliseacute sur les bacteacuteries en milieu anaeacuterobie le meacutetronidazole (Flagyl)

4 Rifampicine

Cet antibiotique inhibe lARN polymeacuterase ADN deacutependante et donc la transcription de lADN en ARNm

Cest un antituberculeux majeur

7

Anneacutee universitaire 20202021

FACULTE DE MEDECINE U3

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

Meacutecanismes de reacutesistance aux antibiotiques

III MECANISMES DE RESISTANCE AUX ANTIBIOTIQUES

bull Il sagit dun problegraveme de santeacute publique

bull Lantibiotique est un bien durable agrave proteacuteger A vouloir trop les utiliser et nimporte comment les

bacteacuteries y reacutesistent de plus en plus

bull Le pheacutenomegravene de reacutesistance aux antibiotiques est observeacute en milieu communautaire et en milieu

hospitalier (infections nosocomiales)

bull La reacutesistance est connue pour toutes les familles dantibiotiques et pour toutes les espegraveces bacteacuteriennes

Pas un antibiotique neacutechappe agrave la reacutesistance et pratiquement toutes les bacteacuteries sont capables de

deacutevelopper des reacutesistances agrave un antibiotique

A Caracteacuteristiques de la reacutesistance bacteacuterienne

bull Nous avons vu quil y a une eacutemergence plus ou moins rapide apregraves lintroduction de lantibiotique

bull Il faut 8 agrave 10 ans pour sortir un antibiotique sur le marcheacute Entre la synthegravese de la moleacutecule et

lutilisation chez le patient il y aura eu des eacutetudes en laboratoire qui auront essayeacute dobtenir des

reacutesistances pour voir comment ccedila marche et comment on peut les preacutevenir

bull La freacutequence est en augmentation et la reacutesistance varie selon les antibiotiques

bull La reacutesistance est transfeacuterable ce qui pose problegraveme pour le traitement des patients En effet on a des

gegravenes de reacutesistance qui peuvent ecirctre porteacutes sur des plasmides sur des transposons ou des inteacutegrons

bull La reacutesistance peut donc passer dune bacteacuterie agrave une autre et il peut y avoir une diffusion au sein des patients

dun mecircme service Il sagit alors dune diffusion eacutepideacutemique de certains gegravenes de reacutesistance

bull Tout dun coup on a tous les patients dune uniteacute de soins intensifs qui preacutesentent une bacteacuterie

multireacutesistante (BMR) Ceci est ducirc agrave une addition des meacutecanismes de reacutesistance

B Principaux types de reacutesistance

Il existe deux types de reacutesistance -naturelle

1 Reacutesistance naturelle

bull Elle va caracteacuteriser un genre ou une espegravece bacteacuterienne Cette reacutesistance naturelle va toucher toutes les

souches dune espegravece bacteacuterienne Cest le caractegravere normal de la bacteacuterie (on parle de pheacutenotype normal

ou laquo sauvage raquo)

bull Cette reacutesistance naturelle va deacutefinir le spectre clinique dun antibiotique

bull Pour quelle soit transmissible agrave toutes les souches dune espegravece il faut que cette reacutesistance soit porteacutee

par le chromosome bacteacuterien Ce gegravene peut ecirctre transmis verticalement

8

2 Reacutesistance acquise

bull Elle est propre agrave certaines souches dune espegravece Elle nutilise pas toutes les souches dune espegravece

bacteacuterienne

bull Sa proportion est variable dans le temps

bull Il y a acquisition dun ou plusieurs meacutecanismes de reacutesistance Contrairement agrave la reacutesistance

naturelle qui est un pheacutenotype normal on a ici un pheacutenotype anormal

bull La transmission horizontale est possible Elle est permise par des les plasmides ou les transposons qui

sont des eacuteleacutements transfeacuterables La bacteacuterie qui a acquis ce meacutecanisme de reacutesistance peut le transfeacuterer agrave

la voisine cest la diffusion eacutepideacutemique

bull On a des espegraveces qui sont plus concerneacutees que dautres par ce meacutecanisme de transmission acquise Il sagit

de bacteacuteries agrave gram+ comme le staphylocoque et le pneumocoque mais aussi de bacteacuteries agrave gram- Ca

existe aussi pour des espegraveces habituellement sensibles

Voici un antibiogramme Sur cette boicircte de geacutelose on a mis

la bacteacuterie et on deacutepose ensuite des disques contenant des

concentrations connues dantibiotiques Autour des disques

se trouvent les diamegravetres dinhibition de croissance Apregraves

avoir mesureacute les diamegravetres on peut dire si la bacteacuterie est

sensible ou reacutesistante

Sur la premiegravere image la souche est sensible agrave tous les

antibiotiques pour lesquels elle est testeacutee Sur la seconde

image la souche a acquis des meacutecanismes de reacutesistance En

effet pour certains antibiotiques la bacteacuterie pousse au

contact du disque le diamegravetre est tregraves diminueacute Donc

lantibiotique ne marche pas

C Support geacuteneacutetique de la reacutesistance

On peut avoir des mutations qui existent deacutejagrave ou des transferts de gegravenes

1 Mutations affectant des gegravenes preacute-existants

bull Deacutefinition Une mutation est un eacuteveacutenement rare (la freacutequence varie de 10-6 agrave 10-10) spontaneacute stable

heacutereacuteditaire de transmission verticale

bull Ces mutations peuvent concerner tous les gegravenes des gegravenes de structure ou de reacutegulation des gegravenes

porteacutes par le chromosome ou porteacutes par le plasmide

bull Dans le cadre de la reacutesistance aux antibiotiques il peut sagir de mutations

-dune porine (proteacuteine de la membrane externe) qui va disparaicirctre ou diminuer consideacuterablement de

diamegravetre entraicircnant alors une impermeacuteabiliteacute

-de lADN gyrase (cible des fluoroquinolones)

-dune proteacuteine ribosomique qui va entraicircner une reacutesistance aux antibiotiques qui ciblent les ribosomes -de

lARN polymeacuterase qui va entraicircner la reacutesistance agrave la rifampicine

bull Ce sont des mutations de gegravenes de structure qui entraicircnent une reacutesistance aux antibiotiques ciblant ces gegravenes

lagrave Le plus souvent une mutation confegravere la reacutesistance agrave un antibiotique ou agrave une famille dantibiotiques

puisque les mutations sont indeacutependantes et speacutecifiques

bull Lantibiotique nest pas mutagegravene mais va seacutelectionner les rares mutants qui existaient deacutejagrave au sein de la

population bacteacuterienne sensible Ces mutants navaient pas besoin de se deacutevelopper puisque ils neacutetaient

pas mis en contact avec lantibiotique

bull Conseacutequences neacutecessiteacute dassocier des antibiotiques dans certains cas

-tuberculose il faut associer quatre antibiotiques diffeacuterents pour ecirctre sucircr quau moins un des quatre va marcher

car cest une bacteacuterie qui mute beaucoup

-pour antibiotiques agrave forts taux de mutation quinolones rifampicine fosfomycine acide fusidique Il vaut

mieux les associer lorsquon a une infection seacutevegravere afin decirctre sucircr quau moins un des deux marche

9

bull Les mutations repreacutesentent agrave peu pregraves 10 agrave 20 de la reacutesistance

2 Reacutesistance par acquisition de gegravenes

bull Concerne 80-90 de la reacutesistance

bull Caracteacuteristiques Il y a trois meacutecanismes de transfert horizontal la transformation (cest de lADN libre les

bacteacuteries sont compeacutetentes) la conjugaison (neacutecessite un contact entre les bacteacuteries avec transfert de

plasmide) la transduction (meacutecanisme de transfert par lintermeacutediaire dun phage petit virus qui va injecter

de lADN bacteacuterien agrave linteacuterieur de la bacteacuterie reacuteceptrice) Par lintermeacutediaire de ces trois meacutecanismes on a

un apport dinformation geacuteneacutetique exogegravene via des eacuteleacutements geacuteneacutetiques mobiles portant des gegravenes de

reacutesistance

Ce scheacutema repreacutesente une bacteacuterie agrave linteacuterieur de laquelle se trouvent des eacuteleacutements extra-chromosomiques comme

le plasmide des eacuteleacutements geacuteneacutetiques mobiles (transposon et inteacutegron) Les transposons plus petits que le plasmide

peuvent ecirctre preacutesents sur le plasmide mais aussi sur le chromosome Linteacutegron encore plus petit nheacuteberge que des

gegravenes de reacutesistance et peut se situer sur le transposon sur le plasmide ou encore sur le chromosome

bull Les plasmides peuvent ecirctre transmis de faccedilon

horizontale plutocirct par conjugaison pour les bacteacuteries

agrave gram- et plutocirct par transduction pour les bacteacuteries agrave

gram+ Suivant le plasmide on a une speacutecificiteacute eacutetroite

ou large Quand on a une speacutecificiteacute large le plasmide

peut passer dune bacteacuterie dune espegravece diffeacuterente agrave une

autre Lorsque la speacutecificiteacute est eacutetroite le plasmide va

pouvoir ecirctre eacutechangeacute uniquement au sein de la mecircme

espegravece

bull Toutes les bacteacuteries peuvent seacutechanger des gegravenes par

ces meacutecanismes sauf les mycobacteacuteries Tous les

antibiotiques sont concerneacutes par cette reacutesistance par acquisition de gegravenes sauf les polymyxines et les

furanes

bull La notion de pression de seacutelection des antibiotiques est tregraves importante La bacteacuterie va devenir

reacutesistante si on la met en preacutesence dun antibiotique Si elle nest pas mise en contact avec lantibiotique

elle na pas besoin de transfeacuterer des gegravenes qui vont porter la reacutesistance aux antibiotiques Il faut avoir un

usage raisonneacute des antibiotiques prescrire un antibiotique nest pas anodin Si vous prescrivez un

antibiotique pour une infection virale on naura aucun effet sur linfection virale et on risque de

seacutelectionner des reacutesistances au sein des bacteacuteries naturellement preacutesentes dans lorganisme

D Meacutecanismes biochimiques de la reacutesistance

10

MECANISMES FONDAMENTAUX DE LA RESISTANCE

bull Inactivation de lrsquoantibiotique +++

-destruction de lrsquoATB

bull Alteacuteration de la cible de lrsquoATB

(Modification deacutegradation substitution)

modification de sa structure

bull Absence de peacuteneacutetration de lrsquoATB

diminution de la permeacuteabiliteacute (paroi porines)

Sortie excessive de lrsquoATB (efflux)

Exemple beacutetalactamines

1 Deacutefaut de peacuteneacutetration de lantibiotique Impermeacuteabiliteacute

On revient sur ce scheacutema (rappel les bacteacuteries gram- ont en plus la membrane externe)

Les antibiotiques peuvent passent par les

porines Il sagit dantibiotiques

hydrophiles et de petites tailles

Les antibiotiques hydrophobes passent

par le lipopolysaccharide Ils vont

deacutestructurer les lipopolysaccharides et

vont ensuite peacuteneacutetrer agrave travers les

phospholipides et les peptidoglycanes

11

bull Reacutesistance naturelle aux antibiotiques hydrophiles et de masse moleacuteculaire eacuteleveacutee (macrolides

glycopeptides) En effet ils ne vont pas pouvoir passer par la porine parce quils sont trop gros et comme

ils sont hydrophiles ils narrivent pas agrave deacutesorganiser le lipopolysaccharide Ce sont des antibiotiques qui

naturellement seront inactifs sur les bacteacuteries agrave gram- par impermeacuteabiliteacute

bull Reacutesistance acquise avec des mutations au niveau des gegravenes qui codent pour les porines On a alors une

disparition de la porine ou un diamegravetre plus eacutetroit Les antibiotiques ne pourront plus passer on parle

dimpermeacuteabiliteacute

2 Deacutefaut daccumulation de lantibiotique par efflux actif

La bacteacuterie va exporter lantibiotique en dehors delle-mecircme et ce pheacutenomegravene neacutecessite de leacutenergie

Lefflux actif peut concerner plusieurs familles dantibiotiques ou une seule famille dantibiotiques Lorsque

plusieurs familles dantibiotiques sont concerneacutees (fluoroquinolones teacutetracyclines aminosides β-

lactamines hellip) on parle de MDR (Multi Drug Resistance)

bull Ces systegravemes ne marchent quavec de leacutenergie Les proteacuteines de la membrane vont former un systegraveme

capable deffluer lantibiotique en dehors de la bacteacuterie Ce sont des systegravemes de proteacuteines

transmembranaires plus ou moins compliqueacutes

3 Inactivation enzymatique de lantibiotique

a Hydrolyse Exemple des β-lactamases hydrolysant les β

lactamines

bull Les enzymes vont ecirctre capables de deacutetruire les antibiotiques

bull Les β-lactamases sont nombreuses on peut les classer par leur deacuteterminisme geacuteneacutetique le spectre

dhydrolyse

bull Les β-lactamases hydrolysent et ouvrent le cycle β-lactame

En preacutesence deau et de β-lactamases on a ouverture du cycle β-lactame

On peut avoir des β-lactamases plasmidiques et des β-lactamases porteacutees par le chromosome

Les peacutenicillinases vont hydrolyser les peacutenicillines

bullNombreuses varieacuteteacutes exemples On a des

peacutenicillinases qui vont hydrolyser uniquement les peacutenicillines G et A Cela entraicircne une reacutesistance acquise

aux peacutenicillines G et A chez le staphylocoque doreacute Il sagit ici dun spectre eacutetroit de la β-lactamase Au

12

contraire les β-lactamases agrave spectre eacutetendu (BLSE) entraicircne une reacutesistance acquise agrave toutes les

peacutenicillines et agrave toutes les ceacutephalosporines Ca touche toutes les β-lactamines sauf les carbapeacutenegravemes

Ces BLSE on les trouve chez les enteacuterobacteacuteries (Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Enterobacter

aerogenes) surtout responsables dinfections nosocomiales Chez un patient hospitaliseacute en soins intensifs

on va rechercher toutes les semaines sil nest pas porteur de BLSE On cherche agrave savoir si les bacteacuteries au

niveau de son tube digestif portent cette BLSE Dans le cas ougrave le patient serait porteur il faudrait lisoler

Actuellement eacutemergent les carbapeacutenegravemases

b Modification exemple des enzymes modifiant les aminosides

Il peut sagir de

phosphorylases (phosphorylation

APH) de nucleacuteotides transfeacuterases

(nucleacuteotidylation ANT) des

aceacutetyltransfeacuterases (aceacutetylation

AAC)

Toutes ces transfeacuterases

vont apporter des modifications

sur les radicaux des aminosides et

vont les inactiver

4 Deacutefaut daffiniteacute de la cible de lantibiotique

a Modification du site daction de lantibiotique

bull Les sites daction des β-lactamines sont les PLP

bull Lorsque les PLP sont alteacutereacutees elles vont rendre la bacteacuterie insensible aux β-lactamines

On va prendre deux exemples une infection nosocomiale et une infection communautaire

-Le staphylocoque doreacute (staphylocoque aureus) est reacutesistant agrave la meacuteticilline (SARM)

Certains staphylocoques ont eacuteteacute capables de deacutevelopper un meacutecanisme de reacutesistance vis agrave vis de cette

peacutenicilline Pour cela ils ont acquis une PLP additionnelle appeleacutee PLP2a ou PLP2 de tregraves faible affiniteacute pour

la meacuteticilline et toutes les autres β-lactamines Ils deviennent donc reacutesistants agrave toutes β-lactamines

Cette PLP2a est codeacutee par le gegravene mecA inteacutegreacute dans le chromosome Son origine est inconnue mais il y a

probablement une transmission horizontale avec dautres espegraveces de staphylocoques

-Les pneumocoques de sensibiliteacute diminueacutee aux peacutenicillines (PSDP)

Dans ce cas il ne sagit pas de lacquisition dune nouvelle PLP mais dune modification dune PLP preacute-existante

Ceci entraine une diminution daffiniteacute des β-lactamines pour les PLP Il y a eu un reacutearrangement des gegravenes de

structure qui codent pour les PLP apregraves acquisition de mateacuteriel exogegravene par transformation

Le pneumocoque est une bacteacuterie naturellement compeacutetente (peut acqueacuterir naturellement de lADN libre) Il est

naturellement dans la gorge en mecircme temps que les streptocoques oraux Lorsquon donne des antibiotiques pour

une angine dorigine virale il va y avoir seacutelection de mutants reacutesistants au niveau des streptocoques oraux Des

mutations vont se produire au niveau des PLP des streptocoques oraux De faccedilon naturelle les streptocoques

oraux vont finir par ecirctre deacutetruits et on va avoir des fragments de gegravenes de PLP muteacutes qui vont se balader dans la

sphegravere ORL et vont pouvoir rentrer agrave linteacuterieur des pneumocoques Lorsque es gegravenes de PLP muteacutes vont rentreacutes

13

dans le pneumocoque il va y avoir substitution de la PLP muteacutee au niveau de la PLP sensible et donc un

reacutearrangement par recombinaison homologue

Les PLP alteacutereacutees sont codeacutees par des gegravenes laquo mosaiumlques raquo avec des blocs de seacutequences laquo sensibles raquo remplaceacutes par

des blocs de seacutequences laquo reacutesistantes raquo provenant de streptocoques non groupables commensaux

Cest de cette maniegravere que le pneumocoque est devenu reacutesistant aux β-lactamines et quon a commenceacute agrave sen

inquieacuteter en deacuteveloppant des campagnes LES ANTIBIOTIQUES CEST PAS AUTOMATIQUE

b Protection de la cible

bull La cible peut ecirctre modifieacutee mais aussi proteacutegeacutee

bull On va consideacuterer lexemple de la reacutesistance aux teacutetracyclines Certaines bacteacuteries ont acquis un gegravene Tet(M)

codant pour la proteacuteine Tet(M) qui va proteacuteger le ribosome de laction des teacutetracyclines La cible des

teacutetracyclines nest plus accessible et donc lantibiotique ne peut plus sy fixer

De la nature de ce meacutecanisme deacutependent

le niveau de reacutesistance suivant le meacutecanisme on a un niveau de reacutesistance plus ou moins eacuteleveacute et donc

une augmentation de la CMI plus ou moins eacuteleveacutee Par exemple limpermeacuteabiliteacute va multiplier par dix la

CMI de lantibiotique En revanche une enzyme peut entraicircner la multiplication de la CMI par un facteur

1000 Dans ce cas on est plus sucircr que la concentration de lantibiotique dans lorganisme puisse ecirctre

supeacuterieure agrave la CMI On a un risque deacutechec

bull plusieurs meacutecanismes de reacutesistance possibles pour un antibiotique

exemple on peut avoir une bacteacuterie qui a une β-lactamase qui va hydrolyser les β-lactamines un systegraveme defflux

pour faire sortir une β-lactamine hors de la bacteacuterie et une PLP modifieacutee

bull une reacutesistance croiseacutee ou non entre antibiotiques de mecircme famille ou de famille diffeacuterente

En reacutesumeacute Meacutecanismes principaux de reacutesistance en fonction de la famille drsquoATB

Beacuteta

lactamines

Essentiellement due agrave la synthegravese de beacutetalactamases (penicillinases ceacutephalosporinases blsehellip qui inactivent lATB Surtt pr les BGN

Pr les BGN il existe en plus une diminution de la permeacuteabiliteacute par modification des porines Pr les BGP diminution de lrsquoaffiniteacute des PLP pour les β-lactamines

Macrolides

La reacutesistance acquise aux macrolides est due principalement agrave la meacutethylation de la cible sur la sous-uniteacute 50S du ribosome empecircchant la liaison avec lrsquoantibiotique

Reacutesistance constitutive permanente=gt reacutesistance croiseacutee avec apparenteacutee linco et synergistine

Reacutesistance inductible par ATB =gt reacutesistance pour Macro Linco et synerG reste sensible

Teacutetra

cyclines

La reacutesistance est essentiellement de type plasmidique=gt Le meacutecanisme le + freacutequent est le blocage de lefflux mais aussi diminution de lrsquoaffiniteacute de la cible ribosomale

quinolones Lieacutee agrave des mutations de lADN gyrase ou des modifications de permeacuteabiliteacute agrave lATB

les reacutesistances drsquoorigine chromosomique Reacutesistance plasmidique ( QNR)

Aminosides

Reacutesistance naturelle Les aminosides doivent peacuteneacutetrer agrave linteacuterieur de la cellule ce quils font par diffusion passive et active

Certaines bacteacuteries sont impermeacuteables agrave la peacuteneacutetration passive des aminosides

Reacutesistance acquise Le plus souvent meacutedieacutee par un plasmide les bacteacuteries acquiegraverent la capaciteacute dinactiver lantibiotique

par adeacutenylation aceacutetylation ou phosphorylation dautres cas une mutation chromosomique peut modifier la sous-uniteacute 30S du ribosome

Rifampicine Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de

lenzyme cible lARN polymeacuterase Les reacutesistances st uniquement drsquoorigine chromosomique

Sulfamide Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de la

dihydropteacuteroate syntheacutetase

Vanco

mycine

la production dun preacutecurseur de peptidoglycane modifieacute sur lequel la vancomycine ne peut pas se fixer

pheacutenicoleacutes Principalement par production dune aceacutetyltransfeacuterase qui inactive lrsquoATB (plasmidique) ou

impermeacuteabiliteacute (chromosomique)

14

Anneacutee universitaire 20202021

FACMEDPHARM

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

LES ANTIBIOTIQUES EN PRATIQUE

Pour qursquoun antibiotique agisse il faut que la bacteacuterie y soit sensible (neacutecessaire mais pas suffisant) Il faut donc

introduire des notions drsquoactiviteacute de lrsquoantibiotique Il a y donc des notions qualitatives et quantitatives

Qualitatives - sensibiliteacute reacutesistant ou intermeacutediaire

Quantitatives - CMI (Concentration minimale inhibitrice)

A Mesure de lrsquoactiviteacute drsquoun antibiotique CMI

CMI la plus petite concentration qui inhibe toute culture visible (on voit les bacteacuteries agrave partir de 105

germesml) drsquoune souche bacteacuterienne

Pour calculer la CMI on utilise un bouillon de culture avec la bacteacuterie et plusieurs tubes avec des antibiotiques On

introduit dans le 1er tube une concentration de O5 mL drsquoantibiotique et on augmente dans les diffeacuterents tubes cette

concentration (+ un tube sans antibiotique) Puis on prend la bacteacuterie et on les met dans chaque tube (104 bacteacuteries)

Au bout de 24h agrave 37deg les tubes qui sont troubles ont eu une prolifeacuteration bacteacuterienne donc la bacteacuterie nrsquoest pas

morte A partir du tube de 4mL drsquoantibiotique le bouillon nrsquoest pas trouble donc la bacteacuterie a eacuteteacute tueacutee La CMI de

cet antibiotique est donc de 4mgL

B Sensibiliteacute et reacutesistance

Une souche est dite sensible lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement agrave dose habituelle par voie geacuteneacuterale

(Concentrations seacuteriques gt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 15mgL et le taux reacutesiduel de 5mgL cela veut dire

que dans le sang le taux sera supeacuterieur agrave la CMI (4mgL) Cet antibiotique est sensible

Une souche est dite reacutesistante lorsqursquoelle ne pourra pas ecirctre atteinte quel que soit le type de traitement

(Concentration seacuterique lt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 1mgL et le taux reacutesiduel de 05mgL Cet

antibiotique est reacutesistant car dans le sang la concentration drsquoantibiotique nrsquoest jamais supeacuterieure agrave la CMI

Une souche est dite intermeacutediaire lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement local ou par une augmentation de la

dose par voie geacuteneacuterale ou encore gracircce agrave une concentration physiologique particuliegravere

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 6mgL et le taux reacutesiduel de 3mgL la concentration

est un peu supeacuterieure agrave la CMI Il faut (si on peut car attention agrave la toxiciteacute) augmenter la posologie pour atteindre 8

Crsquoest un antibiotique intermeacutediaire

Si lrsquoantibiotique nrsquoa pas une concentration supeacuterieure agrave la CMI dans le sang mais supeacuterieure dans les urines (car

srsquoeacutelimine beaucoup) crsquoest aussi un intermeacutediaire Par exemple les aminosides srsquoeacuteliminent beaucoup et on en

retrouve en tregraves grande quantiteacute dans les urines donc dans la vessie Ils permettent donc de traiter des infections

urinaires BASSES (lagrave ougrave il y a de lrsquourine pas au niveau du rein ou il y a du sang ougrave la quantiteacute est moindre)

C Antibiogramme et CMI

Comme on ne peut pas connaicirctre toutes les CMI et les concentrations critiques (travail eacutenorme) on utilise en

routine des boicirctes de peacutetri ougrave lrsquoon met des disques chacun impreacutegneacutes drsquoun antibiotique Lrsquoantibiotique va se

deacutecharger sur la geacutelose agrave partir du centre donc plus on srsquoeacuteloigne du centre plus la concentration de lrsquoantibiotique

diminue

Si la bacteacuterie pousse au contact du disque la bacteacuterie est reacutesistante

Si on voit agrave un moment un arrecirct de la culture visible la bacteacuterie est sensible et on retrouve la deacutefinition (la plus

petite concentration qui inhibe toute culture visible) On va alors mesurer le diamegravetre sans culture visible et on va

comparer sur un graphique (donneacute par les fabricants) pour trouver la CMI correspondante Crsquoest une estimation de

la CMI

[C ] ATB mgl

24h agrave 37deg Lecture agrave 24 heures

22 44 88 00

55 11

To

CMI

15

D Mesure preacutecise de la CMI

Dans certaines pathologies (comme la meacuteningite) il faut avoir la CMI preacutecise On utilise la meacutethode de lrsquoE-test On

utilise des bandelettes qui libegraverent un gradient drsquoantibiotique dans le milieu et on mesure la vrai CMI

Principe de la lecture dun antibiogramme

Culture bacteacuterienne

diffusion [C]= 1d

d (zone dinhibition)

d Estimation de la CMI

64

30

20

10

005 4

16

Principe du Etestreg

E Les critegraveres de choix des antibiotiques

Le choix optimal drsquoun antibiotique deacutepend

- De la sensibiliteacute aux antibiotiques des bacteacuteries responsables de lrsquoinfection

- De la diffusion de lrsquoantibiotique au niveau du site de lrsquoinfection

- Des ATCDs du patient (Insuffisance Reacutenalehellip)

- De la toxiciteacute de lrsquoantibiotique

- De lrsquoEffet eacutecologique

- De lrsquoexpeacuterience du clinicien

- Du coucirct

F Le rocircle du laboratoire

- Faire lrsquoantibiogramme

- Deacuteterminer le type de reacutesistance

- Calculer la CMI

- Calculer la CMB (Concentration minimale bacteacutericide diminution de 4log de la concentration

bacteacuterienne avec lrsquoantibiotique)

- Effectuer le dosage des antibiotiques

- Faire des associations

Bacteacuteriostase Cest quand le nombre de bacteacuteries viables apregraves un temps dincubation donneacute avec un

antibiotique est infeacuterieur au nombre observeacute sur un eacutechantillon sans antibiotique

On a donc un ralentissement voire arrecirct de la

croissance bacteacuterienne quantifiable par la Concentration

Minimale Inhibitrice (CMI en mgL)

CMI Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle il ny a pas de croissance visible de la souche

bacteacuterienne les conditions de culture eacutetant standardiseacutees

(concentration minimale pour laquelle la courbe est plate agrave

droite)

17

Si lantibiotique na quune activiteacute bacteacuteriostatique le systegraveme immunitaire peut prendre en charge

la bacteacuterie affaiblie et finir de combattre linfection en revanche dans certains cas (plutocirct des infections

graves) on a besoin davoir un antibiotique bacteacutericide

Bacteacutericidie Cest quand le nombre de bacteacuteries tueacutees apregraves un

temps dincubation donneacute avec un antibiotique est infeacuterieur a

celui deacutetermineacute au temps T = 0

On a donc un arrecirct de la croissance avec

mortaliteacute quantifiable par la Concentration Minimale

Bacteacutericide (oui CMB en mgL)

CMB Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle leffet bacteacutericide souhaiteacute est de 9999 les

conditions de culture eacutetant standardiseacutees

Il y a des antibiotiques dont laction deacutepend de la

concentration et dautres dont laction deacutepend du temps (en

geacuteneacuteral leur action est plus lente que les antibiotiques

concentration-deacutependants)

- V Surveillance dun traitement ATB

- a) Surveillance clinique

- -efficaciteacute du traitement -reacutegression de la fiegravevre des signes geacuteneacuteraux et focaux

- -toleacuterance du traitement -recherche deffets secondaires des antibiotiques +++

- (allergie freacutequente avec les Beacuteta-lactamines)

- -arrecirct imeacutediat de la perfusion -gtpreacutevenir durgence un meacutedecin

- b) Surveillance bacteacuteriologique

- Antibiogramme appreacutecie la bacteacuteriostase +++

- -mesure du diamegravetre dinhibition de lATB lt--gt CMI de lATB

- Etude de lefficaciteacute des associations dantibiotiques in vitro pour seacutelection de couples dantibiotiques les +

efficaces sur la bacteacuterie viseacutee par lantibiotheacuterapie

- Attention association synergique+++-

- association indiffeacuterente

- association antagoniste

- association additive

- -Dosages seacuteriques des antibiotiques effectueacutes agrave des horaires preacutecis +++ (pic et taux reacutesiduel=valleacutee)

indiqueacutes dans linsuffisance heacutepatique et reacutenale

- -+ controcircle de lefficaciteacute et de la non toxiciteacute du traitement (risque reacutenal pour aminosides et

vancomycine risque auditif pour les aminosides)

- Seacuterie dheacutemocultures sur reacutesines (capteuses drsquoantibiotiques) apregraves 48 h de traitement dans les infections

graves (en particulier endocardites infectieuses)

- -agrave preacutelever avant une nouvelle injection dantibiotique si heacutemocultures positives --gt nouvel antibiogramme

(eacutevolution des reacutesistances du germe impliqueacute dans linfection)

Conclusion

Il y a de nombreux meacutecanismes de reacutesistance

Ces gegravenes de reacutesistance peuvent ecirctre mobilisables et eacutechangeacutes on peut avoir une modulation de lexpression de ces

gegravenes qui peuvent ecirctre plus ou moins transcrits ou une modification par mutation

Ces reacutesistances sont en augmentation du fait de la pression de seacutelection par lutilisation des

antibiotiques sur les flores bacteacuteriennes

18

On a apparition de bacteacuteries multireacutesistantes qui posent un problegraveme en milieu hospitalier

entraicircnant des infections nosocomiales chez des patients affaiblis pour lesquels nous navons plus

dantibiotiques

Il faut reacutealiser un antibiogramme pour savoir quel antibiotique on peut utiliser

Lutilisation des antibiotiques doit ecirctre rationnelle

Il faut surveiller leacutepideacutemiologie des bacteacuteries reacutesistantes aux antibiotiques Il a fallu rechercher des

nouveaux agents antibacteacuteriens ce qui signifie cribler les substances naturelles (pour cela on est repartis

sur des substances naturelles un peu neacutegligeacutees jusque-lagrave) bloquer les meacutecanismes de reacutesistance des

bacteacuteries aux antimicrobiens actuels identifier de nouvelles cibles bacteacuteriennes (possible gracircce agrave lapport

du geacutenome bacteacuterien)

TOP-TEN des bacteacuteries multi-reacutesistantes (BMR)et BHRe Bacteacuteries hautement reacutesistantes eacutemergentes

1) SARM Staphylocoque doreacute (Staphylococcus aureus) reacutesistant agrave la meacutethicilline =gt R toutes B-

lactamines

2) PSDP et PRDP Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) de sensibiliteacute diminueacutee ou reacutesistant agrave la

peacutenicilline =gt I toutes B-lactamines

3) BLSE bacille agrave Gram neacutegatif (enteacuterobacteacuteries le plus souvent) producteurs de B-lactamase agrave spectre

eacutetendu -gt R aux C3G

4) MDR-TB bacille de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) reacutesistant agrave lrsquoisoniazide et agrave la

rifampicine

5) Acinetobacter (A baumannii) reacutesistant agrave lrsquoimipeacutenegraveme

6) Bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) reacutesistant agrave tous les ATB sauf la colimycine

7) GISA Staphylocoque doreacute reacutesistant aux glycopeptides (vancomycine et teicoplanine)

8) EPC eacutentteacuterobacteacuteries productrices de carbapeacuteneacutemases BHRe

9) ERC enteacuterobacteacuteries reacutesistantes agrave la colistine BHRe

10) VRE enteacuterocoque ( faecium) reacutesistant agrave la vancomycine (+teicoplanine) BHRe

Bon Courage

7

Anneacutee universitaire 20202021

FACULTE DE MEDECINE U3

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

Meacutecanismes de reacutesistance aux antibiotiques

III MECANISMES DE RESISTANCE AUX ANTIBIOTIQUES

bull Il sagit dun problegraveme de santeacute publique

bull Lantibiotique est un bien durable agrave proteacuteger A vouloir trop les utiliser et nimporte comment les

bacteacuteries y reacutesistent de plus en plus

bull Le pheacutenomegravene de reacutesistance aux antibiotiques est observeacute en milieu communautaire et en milieu

hospitalier (infections nosocomiales)

bull La reacutesistance est connue pour toutes les familles dantibiotiques et pour toutes les espegraveces bacteacuteriennes

Pas un antibiotique neacutechappe agrave la reacutesistance et pratiquement toutes les bacteacuteries sont capables de

deacutevelopper des reacutesistances agrave un antibiotique

A Caracteacuteristiques de la reacutesistance bacteacuterienne

bull Nous avons vu quil y a une eacutemergence plus ou moins rapide apregraves lintroduction de lantibiotique

bull Il faut 8 agrave 10 ans pour sortir un antibiotique sur le marcheacute Entre la synthegravese de la moleacutecule et

lutilisation chez le patient il y aura eu des eacutetudes en laboratoire qui auront essayeacute dobtenir des

reacutesistances pour voir comment ccedila marche et comment on peut les preacutevenir

bull La freacutequence est en augmentation et la reacutesistance varie selon les antibiotiques

bull La reacutesistance est transfeacuterable ce qui pose problegraveme pour le traitement des patients En effet on a des

gegravenes de reacutesistance qui peuvent ecirctre porteacutes sur des plasmides sur des transposons ou des inteacutegrons

bull La reacutesistance peut donc passer dune bacteacuterie agrave une autre et il peut y avoir une diffusion au sein des patients

dun mecircme service Il sagit alors dune diffusion eacutepideacutemique de certains gegravenes de reacutesistance

bull Tout dun coup on a tous les patients dune uniteacute de soins intensifs qui preacutesentent une bacteacuterie

multireacutesistante (BMR) Ceci est ducirc agrave une addition des meacutecanismes de reacutesistance

B Principaux types de reacutesistance

Il existe deux types de reacutesistance -naturelle

1 Reacutesistance naturelle

bull Elle va caracteacuteriser un genre ou une espegravece bacteacuterienne Cette reacutesistance naturelle va toucher toutes les

souches dune espegravece bacteacuterienne Cest le caractegravere normal de la bacteacuterie (on parle de pheacutenotype normal

ou laquo sauvage raquo)

bull Cette reacutesistance naturelle va deacutefinir le spectre clinique dun antibiotique

bull Pour quelle soit transmissible agrave toutes les souches dune espegravece il faut que cette reacutesistance soit porteacutee

par le chromosome bacteacuterien Ce gegravene peut ecirctre transmis verticalement

8

2 Reacutesistance acquise

bull Elle est propre agrave certaines souches dune espegravece Elle nutilise pas toutes les souches dune espegravece

bacteacuterienne

bull Sa proportion est variable dans le temps

bull Il y a acquisition dun ou plusieurs meacutecanismes de reacutesistance Contrairement agrave la reacutesistance

naturelle qui est un pheacutenotype normal on a ici un pheacutenotype anormal

bull La transmission horizontale est possible Elle est permise par des les plasmides ou les transposons qui

sont des eacuteleacutements transfeacuterables La bacteacuterie qui a acquis ce meacutecanisme de reacutesistance peut le transfeacuterer agrave

la voisine cest la diffusion eacutepideacutemique

bull On a des espegraveces qui sont plus concerneacutees que dautres par ce meacutecanisme de transmission acquise Il sagit

de bacteacuteries agrave gram+ comme le staphylocoque et le pneumocoque mais aussi de bacteacuteries agrave gram- Ca

existe aussi pour des espegraveces habituellement sensibles

Voici un antibiogramme Sur cette boicircte de geacutelose on a mis

la bacteacuterie et on deacutepose ensuite des disques contenant des

concentrations connues dantibiotiques Autour des disques

se trouvent les diamegravetres dinhibition de croissance Apregraves

avoir mesureacute les diamegravetres on peut dire si la bacteacuterie est

sensible ou reacutesistante

Sur la premiegravere image la souche est sensible agrave tous les

antibiotiques pour lesquels elle est testeacutee Sur la seconde

image la souche a acquis des meacutecanismes de reacutesistance En

effet pour certains antibiotiques la bacteacuterie pousse au

contact du disque le diamegravetre est tregraves diminueacute Donc

lantibiotique ne marche pas

C Support geacuteneacutetique de la reacutesistance

On peut avoir des mutations qui existent deacutejagrave ou des transferts de gegravenes

1 Mutations affectant des gegravenes preacute-existants

bull Deacutefinition Une mutation est un eacuteveacutenement rare (la freacutequence varie de 10-6 agrave 10-10) spontaneacute stable

heacutereacuteditaire de transmission verticale

bull Ces mutations peuvent concerner tous les gegravenes des gegravenes de structure ou de reacutegulation des gegravenes

porteacutes par le chromosome ou porteacutes par le plasmide

bull Dans le cadre de la reacutesistance aux antibiotiques il peut sagir de mutations

-dune porine (proteacuteine de la membrane externe) qui va disparaicirctre ou diminuer consideacuterablement de

diamegravetre entraicircnant alors une impermeacuteabiliteacute

-de lADN gyrase (cible des fluoroquinolones)

-dune proteacuteine ribosomique qui va entraicircner une reacutesistance aux antibiotiques qui ciblent les ribosomes -de

lARN polymeacuterase qui va entraicircner la reacutesistance agrave la rifampicine

bull Ce sont des mutations de gegravenes de structure qui entraicircnent une reacutesistance aux antibiotiques ciblant ces gegravenes

lagrave Le plus souvent une mutation confegravere la reacutesistance agrave un antibiotique ou agrave une famille dantibiotiques

puisque les mutations sont indeacutependantes et speacutecifiques

bull Lantibiotique nest pas mutagegravene mais va seacutelectionner les rares mutants qui existaient deacutejagrave au sein de la

population bacteacuterienne sensible Ces mutants navaient pas besoin de se deacutevelopper puisque ils neacutetaient

pas mis en contact avec lantibiotique

bull Conseacutequences neacutecessiteacute dassocier des antibiotiques dans certains cas

-tuberculose il faut associer quatre antibiotiques diffeacuterents pour ecirctre sucircr quau moins un des quatre va marcher

car cest une bacteacuterie qui mute beaucoup

-pour antibiotiques agrave forts taux de mutation quinolones rifampicine fosfomycine acide fusidique Il vaut

mieux les associer lorsquon a une infection seacutevegravere afin decirctre sucircr quau moins un des deux marche

9

bull Les mutations repreacutesentent agrave peu pregraves 10 agrave 20 de la reacutesistance

2 Reacutesistance par acquisition de gegravenes

bull Concerne 80-90 de la reacutesistance

bull Caracteacuteristiques Il y a trois meacutecanismes de transfert horizontal la transformation (cest de lADN libre les

bacteacuteries sont compeacutetentes) la conjugaison (neacutecessite un contact entre les bacteacuteries avec transfert de

plasmide) la transduction (meacutecanisme de transfert par lintermeacutediaire dun phage petit virus qui va injecter

de lADN bacteacuterien agrave linteacuterieur de la bacteacuterie reacuteceptrice) Par lintermeacutediaire de ces trois meacutecanismes on a

un apport dinformation geacuteneacutetique exogegravene via des eacuteleacutements geacuteneacutetiques mobiles portant des gegravenes de

reacutesistance

Ce scheacutema repreacutesente une bacteacuterie agrave linteacuterieur de laquelle se trouvent des eacuteleacutements extra-chromosomiques comme

le plasmide des eacuteleacutements geacuteneacutetiques mobiles (transposon et inteacutegron) Les transposons plus petits que le plasmide

peuvent ecirctre preacutesents sur le plasmide mais aussi sur le chromosome Linteacutegron encore plus petit nheacuteberge que des

gegravenes de reacutesistance et peut se situer sur le transposon sur le plasmide ou encore sur le chromosome

bull Les plasmides peuvent ecirctre transmis de faccedilon

horizontale plutocirct par conjugaison pour les bacteacuteries

agrave gram- et plutocirct par transduction pour les bacteacuteries agrave

gram+ Suivant le plasmide on a une speacutecificiteacute eacutetroite

ou large Quand on a une speacutecificiteacute large le plasmide

peut passer dune bacteacuterie dune espegravece diffeacuterente agrave une

autre Lorsque la speacutecificiteacute est eacutetroite le plasmide va

pouvoir ecirctre eacutechangeacute uniquement au sein de la mecircme

espegravece

bull Toutes les bacteacuteries peuvent seacutechanger des gegravenes par

ces meacutecanismes sauf les mycobacteacuteries Tous les

antibiotiques sont concerneacutes par cette reacutesistance par acquisition de gegravenes sauf les polymyxines et les

furanes

bull La notion de pression de seacutelection des antibiotiques est tregraves importante La bacteacuterie va devenir

reacutesistante si on la met en preacutesence dun antibiotique Si elle nest pas mise en contact avec lantibiotique

elle na pas besoin de transfeacuterer des gegravenes qui vont porter la reacutesistance aux antibiotiques Il faut avoir un

usage raisonneacute des antibiotiques prescrire un antibiotique nest pas anodin Si vous prescrivez un

antibiotique pour une infection virale on naura aucun effet sur linfection virale et on risque de

seacutelectionner des reacutesistances au sein des bacteacuteries naturellement preacutesentes dans lorganisme

D Meacutecanismes biochimiques de la reacutesistance

10

MECANISMES FONDAMENTAUX DE LA RESISTANCE

bull Inactivation de lrsquoantibiotique +++

-destruction de lrsquoATB

bull Alteacuteration de la cible de lrsquoATB

(Modification deacutegradation substitution)

modification de sa structure

bull Absence de peacuteneacutetration de lrsquoATB

diminution de la permeacuteabiliteacute (paroi porines)

Sortie excessive de lrsquoATB (efflux)

Exemple beacutetalactamines

1 Deacutefaut de peacuteneacutetration de lantibiotique Impermeacuteabiliteacute

On revient sur ce scheacutema (rappel les bacteacuteries gram- ont en plus la membrane externe)

Les antibiotiques peuvent passent par les

porines Il sagit dantibiotiques

hydrophiles et de petites tailles

Les antibiotiques hydrophobes passent

par le lipopolysaccharide Ils vont

deacutestructurer les lipopolysaccharides et

vont ensuite peacuteneacutetrer agrave travers les

phospholipides et les peptidoglycanes

11

bull Reacutesistance naturelle aux antibiotiques hydrophiles et de masse moleacuteculaire eacuteleveacutee (macrolides

glycopeptides) En effet ils ne vont pas pouvoir passer par la porine parce quils sont trop gros et comme

ils sont hydrophiles ils narrivent pas agrave deacutesorganiser le lipopolysaccharide Ce sont des antibiotiques qui

naturellement seront inactifs sur les bacteacuteries agrave gram- par impermeacuteabiliteacute

bull Reacutesistance acquise avec des mutations au niveau des gegravenes qui codent pour les porines On a alors une

disparition de la porine ou un diamegravetre plus eacutetroit Les antibiotiques ne pourront plus passer on parle

dimpermeacuteabiliteacute

2 Deacutefaut daccumulation de lantibiotique par efflux actif

La bacteacuterie va exporter lantibiotique en dehors delle-mecircme et ce pheacutenomegravene neacutecessite de leacutenergie

Lefflux actif peut concerner plusieurs familles dantibiotiques ou une seule famille dantibiotiques Lorsque

plusieurs familles dantibiotiques sont concerneacutees (fluoroquinolones teacutetracyclines aminosides β-

lactamines hellip) on parle de MDR (Multi Drug Resistance)

bull Ces systegravemes ne marchent quavec de leacutenergie Les proteacuteines de la membrane vont former un systegraveme

capable deffluer lantibiotique en dehors de la bacteacuterie Ce sont des systegravemes de proteacuteines

transmembranaires plus ou moins compliqueacutes

3 Inactivation enzymatique de lantibiotique

a Hydrolyse Exemple des β-lactamases hydrolysant les β

lactamines

bull Les enzymes vont ecirctre capables de deacutetruire les antibiotiques

bull Les β-lactamases sont nombreuses on peut les classer par leur deacuteterminisme geacuteneacutetique le spectre

dhydrolyse

bull Les β-lactamases hydrolysent et ouvrent le cycle β-lactame

En preacutesence deau et de β-lactamases on a ouverture du cycle β-lactame

On peut avoir des β-lactamases plasmidiques et des β-lactamases porteacutees par le chromosome

Les peacutenicillinases vont hydrolyser les peacutenicillines

bullNombreuses varieacuteteacutes exemples On a des

peacutenicillinases qui vont hydrolyser uniquement les peacutenicillines G et A Cela entraicircne une reacutesistance acquise

aux peacutenicillines G et A chez le staphylocoque doreacute Il sagit ici dun spectre eacutetroit de la β-lactamase Au

12

contraire les β-lactamases agrave spectre eacutetendu (BLSE) entraicircne une reacutesistance acquise agrave toutes les

peacutenicillines et agrave toutes les ceacutephalosporines Ca touche toutes les β-lactamines sauf les carbapeacutenegravemes

Ces BLSE on les trouve chez les enteacuterobacteacuteries (Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Enterobacter

aerogenes) surtout responsables dinfections nosocomiales Chez un patient hospitaliseacute en soins intensifs

on va rechercher toutes les semaines sil nest pas porteur de BLSE On cherche agrave savoir si les bacteacuteries au

niveau de son tube digestif portent cette BLSE Dans le cas ougrave le patient serait porteur il faudrait lisoler

Actuellement eacutemergent les carbapeacutenegravemases

b Modification exemple des enzymes modifiant les aminosides

Il peut sagir de

phosphorylases (phosphorylation

APH) de nucleacuteotides transfeacuterases

(nucleacuteotidylation ANT) des

aceacutetyltransfeacuterases (aceacutetylation

AAC)

Toutes ces transfeacuterases

vont apporter des modifications

sur les radicaux des aminosides et

vont les inactiver

4 Deacutefaut daffiniteacute de la cible de lantibiotique

a Modification du site daction de lantibiotique

bull Les sites daction des β-lactamines sont les PLP

bull Lorsque les PLP sont alteacutereacutees elles vont rendre la bacteacuterie insensible aux β-lactamines

On va prendre deux exemples une infection nosocomiale et une infection communautaire

-Le staphylocoque doreacute (staphylocoque aureus) est reacutesistant agrave la meacuteticilline (SARM)

Certains staphylocoques ont eacuteteacute capables de deacutevelopper un meacutecanisme de reacutesistance vis agrave vis de cette

peacutenicilline Pour cela ils ont acquis une PLP additionnelle appeleacutee PLP2a ou PLP2 de tregraves faible affiniteacute pour

la meacuteticilline et toutes les autres β-lactamines Ils deviennent donc reacutesistants agrave toutes β-lactamines

Cette PLP2a est codeacutee par le gegravene mecA inteacutegreacute dans le chromosome Son origine est inconnue mais il y a

probablement une transmission horizontale avec dautres espegraveces de staphylocoques

-Les pneumocoques de sensibiliteacute diminueacutee aux peacutenicillines (PSDP)

Dans ce cas il ne sagit pas de lacquisition dune nouvelle PLP mais dune modification dune PLP preacute-existante

Ceci entraine une diminution daffiniteacute des β-lactamines pour les PLP Il y a eu un reacutearrangement des gegravenes de

structure qui codent pour les PLP apregraves acquisition de mateacuteriel exogegravene par transformation

Le pneumocoque est une bacteacuterie naturellement compeacutetente (peut acqueacuterir naturellement de lADN libre) Il est

naturellement dans la gorge en mecircme temps que les streptocoques oraux Lorsquon donne des antibiotiques pour

une angine dorigine virale il va y avoir seacutelection de mutants reacutesistants au niveau des streptocoques oraux Des

mutations vont se produire au niveau des PLP des streptocoques oraux De faccedilon naturelle les streptocoques

oraux vont finir par ecirctre deacutetruits et on va avoir des fragments de gegravenes de PLP muteacutes qui vont se balader dans la

sphegravere ORL et vont pouvoir rentrer agrave linteacuterieur des pneumocoques Lorsque es gegravenes de PLP muteacutes vont rentreacutes

13

dans le pneumocoque il va y avoir substitution de la PLP muteacutee au niveau de la PLP sensible et donc un

reacutearrangement par recombinaison homologue

Les PLP alteacutereacutees sont codeacutees par des gegravenes laquo mosaiumlques raquo avec des blocs de seacutequences laquo sensibles raquo remplaceacutes par

des blocs de seacutequences laquo reacutesistantes raquo provenant de streptocoques non groupables commensaux

Cest de cette maniegravere que le pneumocoque est devenu reacutesistant aux β-lactamines et quon a commenceacute agrave sen

inquieacuteter en deacuteveloppant des campagnes LES ANTIBIOTIQUES CEST PAS AUTOMATIQUE

b Protection de la cible

bull La cible peut ecirctre modifieacutee mais aussi proteacutegeacutee

bull On va consideacuterer lexemple de la reacutesistance aux teacutetracyclines Certaines bacteacuteries ont acquis un gegravene Tet(M)

codant pour la proteacuteine Tet(M) qui va proteacuteger le ribosome de laction des teacutetracyclines La cible des

teacutetracyclines nest plus accessible et donc lantibiotique ne peut plus sy fixer

De la nature de ce meacutecanisme deacutependent

le niveau de reacutesistance suivant le meacutecanisme on a un niveau de reacutesistance plus ou moins eacuteleveacute et donc

une augmentation de la CMI plus ou moins eacuteleveacutee Par exemple limpermeacuteabiliteacute va multiplier par dix la

CMI de lantibiotique En revanche une enzyme peut entraicircner la multiplication de la CMI par un facteur

1000 Dans ce cas on est plus sucircr que la concentration de lantibiotique dans lorganisme puisse ecirctre

supeacuterieure agrave la CMI On a un risque deacutechec

bull plusieurs meacutecanismes de reacutesistance possibles pour un antibiotique

exemple on peut avoir une bacteacuterie qui a une β-lactamase qui va hydrolyser les β-lactamines un systegraveme defflux

pour faire sortir une β-lactamine hors de la bacteacuterie et une PLP modifieacutee

bull une reacutesistance croiseacutee ou non entre antibiotiques de mecircme famille ou de famille diffeacuterente

En reacutesumeacute Meacutecanismes principaux de reacutesistance en fonction de la famille drsquoATB

Beacuteta

lactamines

Essentiellement due agrave la synthegravese de beacutetalactamases (penicillinases ceacutephalosporinases blsehellip qui inactivent lATB Surtt pr les BGN

Pr les BGN il existe en plus une diminution de la permeacuteabiliteacute par modification des porines Pr les BGP diminution de lrsquoaffiniteacute des PLP pour les β-lactamines

Macrolides

La reacutesistance acquise aux macrolides est due principalement agrave la meacutethylation de la cible sur la sous-uniteacute 50S du ribosome empecircchant la liaison avec lrsquoantibiotique

Reacutesistance constitutive permanente=gt reacutesistance croiseacutee avec apparenteacutee linco et synergistine

Reacutesistance inductible par ATB =gt reacutesistance pour Macro Linco et synerG reste sensible

Teacutetra

cyclines

La reacutesistance est essentiellement de type plasmidique=gt Le meacutecanisme le + freacutequent est le blocage de lefflux mais aussi diminution de lrsquoaffiniteacute de la cible ribosomale

quinolones Lieacutee agrave des mutations de lADN gyrase ou des modifications de permeacuteabiliteacute agrave lATB

les reacutesistances drsquoorigine chromosomique Reacutesistance plasmidique ( QNR)

Aminosides

Reacutesistance naturelle Les aminosides doivent peacuteneacutetrer agrave linteacuterieur de la cellule ce quils font par diffusion passive et active

Certaines bacteacuteries sont impermeacuteables agrave la peacuteneacutetration passive des aminosides

Reacutesistance acquise Le plus souvent meacutedieacutee par un plasmide les bacteacuteries acquiegraverent la capaciteacute dinactiver lantibiotique

par adeacutenylation aceacutetylation ou phosphorylation dautres cas une mutation chromosomique peut modifier la sous-uniteacute 30S du ribosome

Rifampicine Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de

lenzyme cible lARN polymeacuterase Les reacutesistances st uniquement drsquoorigine chromosomique

Sulfamide Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de la

dihydropteacuteroate syntheacutetase

Vanco

mycine

la production dun preacutecurseur de peptidoglycane modifieacute sur lequel la vancomycine ne peut pas se fixer

pheacutenicoleacutes Principalement par production dune aceacutetyltransfeacuterase qui inactive lrsquoATB (plasmidique) ou

impermeacuteabiliteacute (chromosomique)

14

Anneacutee universitaire 20202021

FACMEDPHARM

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

LES ANTIBIOTIQUES EN PRATIQUE

Pour qursquoun antibiotique agisse il faut que la bacteacuterie y soit sensible (neacutecessaire mais pas suffisant) Il faut donc

introduire des notions drsquoactiviteacute de lrsquoantibiotique Il a y donc des notions qualitatives et quantitatives

Qualitatives - sensibiliteacute reacutesistant ou intermeacutediaire

Quantitatives - CMI (Concentration minimale inhibitrice)

A Mesure de lrsquoactiviteacute drsquoun antibiotique CMI

CMI la plus petite concentration qui inhibe toute culture visible (on voit les bacteacuteries agrave partir de 105

germesml) drsquoune souche bacteacuterienne

Pour calculer la CMI on utilise un bouillon de culture avec la bacteacuterie et plusieurs tubes avec des antibiotiques On

introduit dans le 1er tube une concentration de O5 mL drsquoantibiotique et on augmente dans les diffeacuterents tubes cette

concentration (+ un tube sans antibiotique) Puis on prend la bacteacuterie et on les met dans chaque tube (104 bacteacuteries)

Au bout de 24h agrave 37deg les tubes qui sont troubles ont eu une prolifeacuteration bacteacuterienne donc la bacteacuterie nrsquoest pas

morte A partir du tube de 4mL drsquoantibiotique le bouillon nrsquoest pas trouble donc la bacteacuterie a eacuteteacute tueacutee La CMI de

cet antibiotique est donc de 4mgL

B Sensibiliteacute et reacutesistance

Une souche est dite sensible lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement agrave dose habituelle par voie geacuteneacuterale

(Concentrations seacuteriques gt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 15mgL et le taux reacutesiduel de 5mgL cela veut dire

que dans le sang le taux sera supeacuterieur agrave la CMI (4mgL) Cet antibiotique est sensible

Une souche est dite reacutesistante lorsqursquoelle ne pourra pas ecirctre atteinte quel que soit le type de traitement

(Concentration seacuterique lt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 1mgL et le taux reacutesiduel de 05mgL Cet

antibiotique est reacutesistant car dans le sang la concentration drsquoantibiotique nrsquoest jamais supeacuterieure agrave la CMI

Une souche est dite intermeacutediaire lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement local ou par une augmentation de la

dose par voie geacuteneacuterale ou encore gracircce agrave une concentration physiologique particuliegravere

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 6mgL et le taux reacutesiduel de 3mgL la concentration

est un peu supeacuterieure agrave la CMI Il faut (si on peut car attention agrave la toxiciteacute) augmenter la posologie pour atteindre 8

Crsquoest un antibiotique intermeacutediaire

Si lrsquoantibiotique nrsquoa pas une concentration supeacuterieure agrave la CMI dans le sang mais supeacuterieure dans les urines (car

srsquoeacutelimine beaucoup) crsquoest aussi un intermeacutediaire Par exemple les aminosides srsquoeacuteliminent beaucoup et on en

retrouve en tregraves grande quantiteacute dans les urines donc dans la vessie Ils permettent donc de traiter des infections

urinaires BASSES (lagrave ougrave il y a de lrsquourine pas au niveau du rein ou il y a du sang ougrave la quantiteacute est moindre)

C Antibiogramme et CMI

Comme on ne peut pas connaicirctre toutes les CMI et les concentrations critiques (travail eacutenorme) on utilise en

routine des boicirctes de peacutetri ougrave lrsquoon met des disques chacun impreacutegneacutes drsquoun antibiotique Lrsquoantibiotique va se

deacutecharger sur la geacutelose agrave partir du centre donc plus on srsquoeacuteloigne du centre plus la concentration de lrsquoantibiotique

diminue

Si la bacteacuterie pousse au contact du disque la bacteacuterie est reacutesistante

Si on voit agrave un moment un arrecirct de la culture visible la bacteacuterie est sensible et on retrouve la deacutefinition (la plus

petite concentration qui inhibe toute culture visible) On va alors mesurer le diamegravetre sans culture visible et on va

comparer sur un graphique (donneacute par les fabricants) pour trouver la CMI correspondante Crsquoest une estimation de

la CMI

[C ] ATB mgl

24h agrave 37deg Lecture agrave 24 heures

22 44 88 00

55 11

To

CMI

15

D Mesure preacutecise de la CMI

Dans certaines pathologies (comme la meacuteningite) il faut avoir la CMI preacutecise On utilise la meacutethode de lrsquoE-test On

utilise des bandelettes qui libegraverent un gradient drsquoantibiotique dans le milieu et on mesure la vrai CMI

Principe de la lecture dun antibiogramme

Culture bacteacuterienne

diffusion [C]= 1d

d (zone dinhibition)

d Estimation de la CMI

64

30

20

10

005 4

16

Principe du Etestreg

E Les critegraveres de choix des antibiotiques

Le choix optimal drsquoun antibiotique deacutepend

- De la sensibiliteacute aux antibiotiques des bacteacuteries responsables de lrsquoinfection

- De la diffusion de lrsquoantibiotique au niveau du site de lrsquoinfection

- Des ATCDs du patient (Insuffisance Reacutenalehellip)

- De la toxiciteacute de lrsquoantibiotique

- De lrsquoEffet eacutecologique

- De lrsquoexpeacuterience du clinicien

- Du coucirct

F Le rocircle du laboratoire

- Faire lrsquoantibiogramme

- Deacuteterminer le type de reacutesistance

- Calculer la CMI

- Calculer la CMB (Concentration minimale bacteacutericide diminution de 4log de la concentration

bacteacuterienne avec lrsquoantibiotique)

- Effectuer le dosage des antibiotiques

- Faire des associations

Bacteacuteriostase Cest quand le nombre de bacteacuteries viables apregraves un temps dincubation donneacute avec un

antibiotique est infeacuterieur au nombre observeacute sur un eacutechantillon sans antibiotique

On a donc un ralentissement voire arrecirct de la

croissance bacteacuterienne quantifiable par la Concentration

Minimale Inhibitrice (CMI en mgL)

CMI Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle il ny a pas de croissance visible de la souche

bacteacuterienne les conditions de culture eacutetant standardiseacutees

(concentration minimale pour laquelle la courbe est plate agrave

droite)

17

Si lantibiotique na quune activiteacute bacteacuteriostatique le systegraveme immunitaire peut prendre en charge

la bacteacuterie affaiblie et finir de combattre linfection en revanche dans certains cas (plutocirct des infections

graves) on a besoin davoir un antibiotique bacteacutericide

Bacteacutericidie Cest quand le nombre de bacteacuteries tueacutees apregraves un

temps dincubation donneacute avec un antibiotique est infeacuterieur a

celui deacutetermineacute au temps T = 0

On a donc un arrecirct de la croissance avec

mortaliteacute quantifiable par la Concentration Minimale

Bacteacutericide (oui CMB en mgL)

CMB Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle leffet bacteacutericide souhaiteacute est de 9999 les

conditions de culture eacutetant standardiseacutees

Il y a des antibiotiques dont laction deacutepend de la

concentration et dautres dont laction deacutepend du temps (en

geacuteneacuteral leur action est plus lente que les antibiotiques

concentration-deacutependants)

- V Surveillance dun traitement ATB

- a) Surveillance clinique

- -efficaciteacute du traitement -reacutegression de la fiegravevre des signes geacuteneacuteraux et focaux

- -toleacuterance du traitement -recherche deffets secondaires des antibiotiques +++

- (allergie freacutequente avec les Beacuteta-lactamines)

- -arrecirct imeacutediat de la perfusion -gtpreacutevenir durgence un meacutedecin

- b) Surveillance bacteacuteriologique

- Antibiogramme appreacutecie la bacteacuteriostase +++

- -mesure du diamegravetre dinhibition de lATB lt--gt CMI de lATB

- Etude de lefficaciteacute des associations dantibiotiques in vitro pour seacutelection de couples dantibiotiques les +

efficaces sur la bacteacuterie viseacutee par lantibiotheacuterapie

- Attention association synergique+++-

- association indiffeacuterente

- association antagoniste

- association additive

- -Dosages seacuteriques des antibiotiques effectueacutes agrave des horaires preacutecis +++ (pic et taux reacutesiduel=valleacutee)

indiqueacutes dans linsuffisance heacutepatique et reacutenale

- -+ controcircle de lefficaciteacute et de la non toxiciteacute du traitement (risque reacutenal pour aminosides et

vancomycine risque auditif pour les aminosides)

- Seacuterie dheacutemocultures sur reacutesines (capteuses drsquoantibiotiques) apregraves 48 h de traitement dans les infections

graves (en particulier endocardites infectieuses)

- -agrave preacutelever avant une nouvelle injection dantibiotique si heacutemocultures positives --gt nouvel antibiogramme

(eacutevolution des reacutesistances du germe impliqueacute dans linfection)

Conclusion

Il y a de nombreux meacutecanismes de reacutesistance

Ces gegravenes de reacutesistance peuvent ecirctre mobilisables et eacutechangeacutes on peut avoir une modulation de lexpression de ces

gegravenes qui peuvent ecirctre plus ou moins transcrits ou une modification par mutation

Ces reacutesistances sont en augmentation du fait de la pression de seacutelection par lutilisation des

antibiotiques sur les flores bacteacuteriennes

18

On a apparition de bacteacuteries multireacutesistantes qui posent un problegraveme en milieu hospitalier

entraicircnant des infections nosocomiales chez des patients affaiblis pour lesquels nous navons plus

dantibiotiques

Il faut reacutealiser un antibiogramme pour savoir quel antibiotique on peut utiliser

Lutilisation des antibiotiques doit ecirctre rationnelle

Il faut surveiller leacutepideacutemiologie des bacteacuteries reacutesistantes aux antibiotiques Il a fallu rechercher des

nouveaux agents antibacteacuteriens ce qui signifie cribler les substances naturelles (pour cela on est repartis

sur des substances naturelles un peu neacutegligeacutees jusque-lagrave) bloquer les meacutecanismes de reacutesistance des

bacteacuteries aux antimicrobiens actuels identifier de nouvelles cibles bacteacuteriennes (possible gracircce agrave lapport

du geacutenome bacteacuterien)

TOP-TEN des bacteacuteries multi-reacutesistantes (BMR)et BHRe Bacteacuteries hautement reacutesistantes eacutemergentes

1) SARM Staphylocoque doreacute (Staphylococcus aureus) reacutesistant agrave la meacutethicilline =gt R toutes B-

lactamines

2) PSDP et PRDP Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) de sensibiliteacute diminueacutee ou reacutesistant agrave la

peacutenicilline =gt I toutes B-lactamines

3) BLSE bacille agrave Gram neacutegatif (enteacuterobacteacuteries le plus souvent) producteurs de B-lactamase agrave spectre

eacutetendu -gt R aux C3G

4) MDR-TB bacille de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) reacutesistant agrave lrsquoisoniazide et agrave la

rifampicine

5) Acinetobacter (A baumannii) reacutesistant agrave lrsquoimipeacutenegraveme

6) Bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) reacutesistant agrave tous les ATB sauf la colimycine

7) GISA Staphylocoque doreacute reacutesistant aux glycopeptides (vancomycine et teicoplanine)

8) EPC eacutentteacuterobacteacuteries productrices de carbapeacuteneacutemases BHRe

9) ERC enteacuterobacteacuteries reacutesistantes agrave la colistine BHRe

10) VRE enteacuterocoque ( faecium) reacutesistant agrave la vancomycine (+teicoplanine) BHRe

Bon Courage

8

2 Reacutesistance acquise

bull Elle est propre agrave certaines souches dune espegravece Elle nutilise pas toutes les souches dune espegravece

bacteacuterienne

bull Sa proportion est variable dans le temps

bull Il y a acquisition dun ou plusieurs meacutecanismes de reacutesistance Contrairement agrave la reacutesistance

naturelle qui est un pheacutenotype normal on a ici un pheacutenotype anormal

bull La transmission horizontale est possible Elle est permise par des les plasmides ou les transposons qui

sont des eacuteleacutements transfeacuterables La bacteacuterie qui a acquis ce meacutecanisme de reacutesistance peut le transfeacuterer agrave

la voisine cest la diffusion eacutepideacutemique

bull On a des espegraveces qui sont plus concerneacutees que dautres par ce meacutecanisme de transmission acquise Il sagit

de bacteacuteries agrave gram+ comme le staphylocoque et le pneumocoque mais aussi de bacteacuteries agrave gram- Ca

existe aussi pour des espegraveces habituellement sensibles

Voici un antibiogramme Sur cette boicircte de geacutelose on a mis

la bacteacuterie et on deacutepose ensuite des disques contenant des

concentrations connues dantibiotiques Autour des disques

se trouvent les diamegravetres dinhibition de croissance Apregraves

avoir mesureacute les diamegravetres on peut dire si la bacteacuterie est

sensible ou reacutesistante

Sur la premiegravere image la souche est sensible agrave tous les

antibiotiques pour lesquels elle est testeacutee Sur la seconde

image la souche a acquis des meacutecanismes de reacutesistance En

effet pour certains antibiotiques la bacteacuterie pousse au

contact du disque le diamegravetre est tregraves diminueacute Donc

lantibiotique ne marche pas

C Support geacuteneacutetique de la reacutesistance

On peut avoir des mutations qui existent deacutejagrave ou des transferts de gegravenes

1 Mutations affectant des gegravenes preacute-existants

bull Deacutefinition Une mutation est un eacuteveacutenement rare (la freacutequence varie de 10-6 agrave 10-10) spontaneacute stable

heacutereacuteditaire de transmission verticale

bull Ces mutations peuvent concerner tous les gegravenes des gegravenes de structure ou de reacutegulation des gegravenes

porteacutes par le chromosome ou porteacutes par le plasmide

bull Dans le cadre de la reacutesistance aux antibiotiques il peut sagir de mutations

-dune porine (proteacuteine de la membrane externe) qui va disparaicirctre ou diminuer consideacuterablement de

diamegravetre entraicircnant alors une impermeacuteabiliteacute

-de lADN gyrase (cible des fluoroquinolones)

-dune proteacuteine ribosomique qui va entraicircner une reacutesistance aux antibiotiques qui ciblent les ribosomes -de

lARN polymeacuterase qui va entraicircner la reacutesistance agrave la rifampicine

bull Ce sont des mutations de gegravenes de structure qui entraicircnent une reacutesistance aux antibiotiques ciblant ces gegravenes

lagrave Le plus souvent une mutation confegravere la reacutesistance agrave un antibiotique ou agrave une famille dantibiotiques

puisque les mutations sont indeacutependantes et speacutecifiques

bull Lantibiotique nest pas mutagegravene mais va seacutelectionner les rares mutants qui existaient deacutejagrave au sein de la

population bacteacuterienne sensible Ces mutants navaient pas besoin de se deacutevelopper puisque ils neacutetaient

pas mis en contact avec lantibiotique

bull Conseacutequences neacutecessiteacute dassocier des antibiotiques dans certains cas

-tuberculose il faut associer quatre antibiotiques diffeacuterents pour ecirctre sucircr quau moins un des quatre va marcher

car cest une bacteacuterie qui mute beaucoup

-pour antibiotiques agrave forts taux de mutation quinolones rifampicine fosfomycine acide fusidique Il vaut

mieux les associer lorsquon a une infection seacutevegravere afin decirctre sucircr quau moins un des deux marche

9

bull Les mutations repreacutesentent agrave peu pregraves 10 agrave 20 de la reacutesistance

2 Reacutesistance par acquisition de gegravenes

bull Concerne 80-90 de la reacutesistance

bull Caracteacuteristiques Il y a trois meacutecanismes de transfert horizontal la transformation (cest de lADN libre les

bacteacuteries sont compeacutetentes) la conjugaison (neacutecessite un contact entre les bacteacuteries avec transfert de

plasmide) la transduction (meacutecanisme de transfert par lintermeacutediaire dun phage petit virus qui va injecter

de lADN bacteacuterien agrave linteacuterieur de la bacteacuterie reacuteceptrice) Par lintermeacutediaire de ces trois meacutecanismes on a

un apport dinformation geacuteneacutetique exogegravene via des eacuteleacutements geacuteneacutetiques mobiles portant des gegravenes de

reacutesistance

Ce scheacutema repreacutesente une bacteacuterie agrave linteacuterieur de laquelle se trouvent des eacuteleacutements extra-chromosomiques comme

le plasmide des eacuteleacutements geacuteneacutetiques mobiles (transposon et inteacutegron) Les transposons plus petits que le plasmide

peuvent ecirctre preacutesents sur le plasmide mais aussi sur le chromosome Linteacutegron encore plus petit nheacuteberge que des

gegravenes de reacutesistance et peut se situer sur le transposon sur le plasmide ou encore sur le chromosome

bull Les plasmides peuvent ecirctre transmis de faccedilon

horizontale plutocirct par conjugaison pour les bacteacuteries

agrave gram- et plutocirct par transduction pour les bacteacuteries agrave

gram+ Suivant le plasmide on a une speacutecificiteacute eacutetroite

ou large Quand on a une speacutecificiteacute large le plasmide

peut passer dune bacteacuterie dune espegravece diffeacuterente agrave une

autre Lorsque la speacutecificiteacute est eacutetroite le plasmide va

pouvoir ecirctre eacutechangeacute uniquement au sein de la mecircme

espegravece

bull Toutes les bacteacuteries peuvent seacutechanger des gegravenes par

ces meacutecanismes sauf les mycobacteacuteries Tous les

antibiotiques sont concerneacutes par cette reacutesistance par acquisition de gegravenes sauf les polymyxines et les

furanes

bull La notion de pression de seacutelection des antibiotiques est tregraves importante La bacteacuterie va devenir

reacutesistante si on la met en preacutesence dun antibiotique Si elle nest pas mise en contact avec lantibiotique

elle na pas besoin de transfeacuterer des gegravenes qui vont porter la reacutesistance aux antibiotiques Il faut avoir un

usage raisonneacute des antibiotiques prescrire un antibiotique nest pas anodin Si vous prescrivez un

antibiotique pour une infection virale on naura aucun effet sur linfection virale et on risque de

seacutelectionner des reacutesistances au sein des bacteacuteries naturellement preacutesentes dans lorganisme

D Meacutecanismes biochimiques de la reacutesistance

10

MECANISMES FONDAMENTAUX DE LA RESISTANCE

bull Inactivation de lrsquoantibiotique +++

-destruction de lrsquoATB

bull Alteacuteration de la cible de lrsquoATB

(Modification deacutegradation substitution)

modification de sa structure

bull Absence de peacuteneacutetration de lrsquoATB

diminution de la permeacuteabiliteacute (paroi porines)

Sortie excessive de lrsquoATB (efflux)

Exemple beacutetalactamines

1 Deacutefaut de peacuteneacutetration de lantibiotique Impermeacuteabiliteacute

On revient sur ce scheacutema (rappel les bacteacuteries gram- ont en plus la membrane externe)

Les antibiotiques peuvent passent par les

porines Il sagit dantibiotiques

hydrophiles et de petites tailles

Les antibiotiques hydrophobes passent

par le lipopolysaccharide Ils vont

deacutestructurer les lipopolysaccharides et

vont ensuite peacuteneacutetrer agrave travers les

phospholipides et les peptidoglycanes

11

bull Reacutesistance naturelle aux antibiotiques hydrophiles et de masse moleacuteculaire eacuteleveacutee (macrolides

glycopeptides) En effet ils ne vont pas pouvoir passer par la porine parce quils sont trop gros et comme

ils sont hydrophiles ils narrivent pas agrave deacutesorganiser le lipopolysaccharide Ce sont des antibiotiques qui

naturellement seront inactifs sur les bacteacuteries agrave gram- par impermeacuteabiliteacute

bull Reacutesistance acquise avec des mutations au niveau des gegravenes qui codent pour les porines On a alors une

disparition de la porine ou un diamegravetre plus eacutetroit Les antibiotiques ne pourront plus passer on parle

dimpermeacuteabiliteacute

2 Deacutefaut daccumulation de lantibiotique par efflux actif

La bacteacuterie va exporter lantibiotique en dehors delle-mecircme et ce pheacutenomegravene neacutecessite de leacutenergie

Lefflux actif peut concerner plusieurs familles dantibiotiques ou une seule famille dantibiotiques Lorsque

plusieurs familles dantibiotiques sont concerneacutees (fluoroquinolones teacutetracyclines aminosides β-

lactamines hellip) on parle de MDR (Multi Drug Resistance)

bull Ces systegravemes ne marchent quavec de leacutenergie Les proteacuteines de la membrane vont former un systegraveme

capable deffluer lantibiotique en dehors de la bacteacuterie Ce sont des systegravemes de proteacuteines

transmembranaires plus ou moins compliqueacutes

3 Inactivation enzymatique de lantibiotique

a Hydrolyse Exemple des β-lactamases hydrolysant les β

lactamines

bull Les enzymes vont ecirctre capables de deacutetruire les antibiotiques

bull Les β-lactamases sont nombreuses on peut les classer par leur deacuteterminisme geacuteneacutetique le spectre

dhydrolyse

bull Les β-lactamases hydrolysent et ouvrent le cycle β-lactame

En preacutesence deau et de β-lactamases on a ouverture du cycle β-lactame

On peut avoir des β-lactamases plasmidiques et des β-lactamases porteacutees par le chromosome

Les peacutenicillinases vont hydrolyser les peacutenicillines

bullNombreuses varieacuteteacutes exemples On a des

peacutenicillinases qui vont hydrolyser uniquement les peacutenicillines G et A Cela entraicircne une reacutesistance acquise

aux peacutenicillines G et A chez le staphylocoque doreacute Il sagit ici dun spectre eacutetroit de la β-lactamase Au

12

contraire les β-lactamases agrave spectre eacutetendu (BLSE) entraicircne une reacutesistance acquise agrave toutes les

peacutenicillines et agrave toutes les ceacutephalosporines Ca touche toutes les β-lactamines sauf les carbapeacutenegravemes

Ces BLSE on les trouve chez les enteacuterobacteacuteries (Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Enterobacter

aerogenes) surtout responsables dinfections nosocomiales Chez un patient hospitaliseacute en soins intensifs

on va rechercher toutes les semaines sil nest pas porteur de BLSE On cherche agrave savoir si les bacteacuteries au

niveau de son tube digestif portent cette BLSE Dans le cas ougrave le patient serait porteur il faudrait lisoler

Actuellement eacutemergent les carbapeacutenegravemases

b Modification exemple des enzymes modifiant les aminosides

Il peut sagir de

phosphorylases (phosphorylation

APH) de nucleacuteotides transfeacuterases

(nucleacuteotidylation ANT) des

aceacutetyltransfeacuterases (aceacutetylation

AAC)

Toutes ces transfeacuterases

vont apporter des modifications

sur les radicaux des aminosides et

vont les inactiver

4 Deacutefaut daffiniteacute de la cible de lantibiotique

a Modification du site daction de lantibiotique

bull Les sites daction des β-lactamines sont les PLP

bull Lorsque les PLP sont alteacutereacutees elles vont rendre la bacteacuterie insensible aux β-lactamines

On va prendre deux exemples une infection nosocomiale et une infection communautaire

-Le staphylocoque doreacute (staphylocoque aureus) est reacutesistant agrave la meacuteticilline (SARM)

Certains staphylocoques ont eacuteteacute capables de deacutevelopper un meacutecanisme de reacutesistance vis agrave vis de cette

peacutenicilline Pour cela ils ont acquis une PLP additionnelle appeleacutee PLP2a ou PLP2 de tregraves faible affiniteacute pour

la meacuteticilline et toutes les autres β-lactamines Ils deviennent donc reacutesistants agrave toutes β-lactamines

Cette PLP2a est codeacutee par le gegravene mecA inteacutegreacute dans le chromosome Son origine est inconnue mais il y a

probablement une transmission horizontale avec dautres espegraveces de staphylocoques

-Les pneumocoques de sensibiliteacute diminueacutee aux peacutenicillines (PSDP)

Dans ce cas il ne sagit pas de lacquisition dune nouvelle PLP mais dune modification dune PLP preacute-existante

Ceci entraine une diminution daffiniteacute des β-lactamines pour les PLP Il y a eu un reacutearrangement des gegravenes de

structure qui codent pour les PLP apregraves acquisition de mateacuteriel exogegravene par transformation

Le pneumocoque est une bacteacuterie naturellement compeacutetente (peut acqueacuterir naturellement de lADN libre) Il est

naturellement dans la gorge en mecircme temps que les streptocoques oraux Lorsquon donne des antibiotiques pour

une angine dorigine virale il va y avoir seacutelection de mutants reacutesistants au niveau des streptocoques oraux Des

mutations vont se produire au niveau des PLP des streptocoques oraux De faccedilon naturelle les streptocoques

oraux vont finir par ecirctre deacutetruits et on va avoir des fragments de gegravenes de PLP muteacutes qui vont se balader dans la

sphegravere ORL et vont pouvoir rentrer agrave linteacuterieur des pneumocoques Lorsque es gegravenes de PLP muteacutes vont rentreacutes

13

dans le pneumocoque il va y avoir substitution de la PLP muteacutee au niveau de la PLP sensible et donc un

reacutearrangement par recombinaison homologue

Les PLP alteacutereacutees sont codeacutees par des gegravenes laquo mosaiumlques raquo avec des blocs de seacutequences laquo sensibles raquo remplaceacutes par

des blocs de seacutequences laquo reacutesistantes raquo provenant de streptocoques non groupables commensaux

Cest de cette maniegravere que le pneumocoque est devenu reacutesistant aux β-lactamines et quon a commenceacute agrave sen

inquieacuteter en deacuteveloppant des campagnes LES ANTIBIOTIQUES CEST PAS AUTOMATIQUE

b Protection de la cible

bull La cible peut ecirctre modifieacutee mais aussi proteacutegeacutee

bull On va consideacuterer lexemple de la reacutesistance aux teacutetracyclines Certaines bacteacuteries ont acquis un gegravene Tet(M)

codant pour la proteacuteine Tet(M) qui va proteacuteger le ribosome de laction des teacutetracyclines La cible des

teacutetracyclines nest plus accessible et donc lantibiotique ne peut plus sy fixer

De la nature de ce meacutecanisme deacutependent

le niveau de reacutesistance suivant le meacutecanisme on a un niveau de reacutesistance plus ou moins eacuteleveacute et donc

une augmentation de la CMI plus ou moins eacuteleveacutee Par exemple limpermeacuteabiliteacute va multiplier par dix la

CMI de lantibiotique En revanche une enzyme peut entraicircner la multiplication de la CMI par un facteur

1000 Dans ce cas on est plus sucircr que la concentration de lantibiotique dans lorganisme puisse ecirctre

supeacuterieure agrave la CMI On a un risque deacutechec

bull plusieurs meacutecanismes de reacutesistance possibles pour un antibiotique

exemple on peut avoir une bacteacuterie qui a une β-lactamase qui va hydrolyser les β-lactamines un systegraveme defflux

pour faire sortir une β-lactamine hors de la bacteacuterie et une PLP modifieacutee

bull une reacutesistance croiseacutee ou non entre antibiotiques de mecircme famille ou de famille diffeacuterente

En reacutesumeacute Meacutecanismes principaux de reacutesistance en fonction de la famille drsquoATB

Beacuteta

lactamines

Essentiellement due agrave la synthegravese de beacutetalactamases (penicillinases ceacutephalosporinases blsehellip qui inactivent lATB Surtt pr les BGN

Pr les BGN il existe en plus une diminution de la permeacuteabiliteacute par modification des porines Pr les BGP diminution de lrsquoaffiniteacute des PLP pour les β-lactamines

Macrolides

La reacutesistance acquise aux macrolides est due principalement agrave la meacutethylation de la cible sur la sous-uniteacute 50S du ribosome empecircchant la liaison avec lrsquoantibiotique

Reacutesistance constitutive permanente=gt reacutesistance croiseacutee avec apparenteacutee linco et synergistine

Reacutesistance inductible par ATB =gt reacutesistance pour Macro Linco et synerG reste sensible

Teacutetra

cyclines

La reacutesistance est essentiellement de type plasmidique=gt Le meacutecanisme le + freacutequent est le blocage de lefflux mais aussi diminution de lrsquoaffiniteacute de la cible ribosomale

quinolones Lieacutee agrave des mutations de lADN gyrase ou des modifications de permeacuteabiliteacute agrave lATB

les reacutesistances drsquoorigine chromosomique Reacutesistance plasmidique ( QNR)

Aminosides

Reacutesistance naturelle Les aminosides doivent peacuteneacutetrer agrave linteacuterieur de la cellule ce quils font par diffusion passive et active

Certaines bacteacuteries sont impermeacuteables agrave la peacuteneacutetration passive des aminosides

Reacutesistance acquise Le plus souvent meacutedieacutee par un plasmide les bacteacuteries acquiegraverent la capaciteacute dinactiver lantibiotique

par adeacutenylation aceacutetylation ou phosphorylation dautres cas une mutation chromosomique peut modifier la sous-uniteacute 30S du ribosome

Rifampicine Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de

lenzyme cible lARN polymeacuterase Les reacutesistances st uniquement drsquoorigine chromosomique

Sulfamide Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de la

dihydropteacuteroate syntheacutetase

Vanco

mycine

la production dun preacutecurseur de peptidoglycane modifieacute sur lequel la vancomycine ne peut pas se fixer

pheacutenicoleacutes Principalement par production dune aceacutetyltransfeacuterase qui inactive lrsquoATB (plasmidique) ou

impermeacuteabiliteacute (chromosomique)

14

Anneacutee universitaire 20202021

FACMEDPHARM

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

LES ANTIBIOTIQUES EN PRATIQUE

Pour qursquoun antibiotique agisse il faut que la bacteacuterie y soit sensible (neacutecessaire mais pas suffisant) Il faut donc

introduire des notions drsquoactiviteacute de lrsquoantibiotique Il a y donc des notions qualitatives et quantitatives

Qualitatives - sensibiliteacute reacutesistant ou intermeacutediaire

Quantitatives - CMI (Concentration minimale inhibitrice)

A Mesure de lrsquoactiviteacute drsquoun antibiotique CMI

CMI la plus petite concentration qui inhibe toute culture visible (on voit les bacteacuteries agrave partir de 105

germesml) drsquoune souche bacteacuterienne

Pour calculer la CMI on utilise un bouillon de culture avec la bacteacuterie et plusieurs tubes avec des antibiotiques On

introduit dans le 1er tube une concentration de O5 mL drsquoantibiotique et on augmente dans les diffeacuterents tubes cette

concentration (+ un tube sans antibiotique) Puis on prend la bacteacuterie et on les met dans chaque tube (104 bacteacuteries)

Au bout de 24h agrave 37deg les tubes qui sont troubles ont eu une prolifeacuteration bacteacuterienne donc la bacteacuterie nrsquoest pas

morte A partir du tube de 4mL drsquoantibiotique le bouillon nrsquoest pas trouble donc la bacteacuterie a eacuteteacute tueacutee La CMI de

cet antibiotique est donc de 4mgL

B Sensibiliteacute et reacutesistance

Une souche est dite sensible lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement agrave dose habituelle par voie geacuteneacuterale

(Concentrations seacuteriques gt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 15mgL et le taux reacutesiduel de 5mgL cela veut dire

que dans le sang le taux sera supeacuterieur agrave la CMI (4mgL) Cet antibiotique est sensible

Une souche est dite reacutesistante lorsqursquoelle ne pourra pas ecirctre atteinte quel que soit le type de traitement

(Concentration seacuterique lt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 1mgL et le taux reacutesiduel de 05mgL Cet

antibiotique est reacutesistant car dans le sang la concentration drsquoantibiotique nrsquoest jamais supeacuterieure agrave la CMI

Une souche est dite intermeacutediaire lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement local ou par une augmentation de la

dose par voie geacuteneacuterale ou encore gracircce agrave une concentration physiologique particuliegravere

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 6mgL et le taux reacutesiduel de 3mgL la concentration

est un peu supeacuterieure agrave la CMI Il faut (si on peut car attention agrave la toxiciteacute) augmenter la posologie pour atteindre 8

Crsquoest un antibiotique intermeacutediaire

Si lrsquoantibiotique nrsquoa pas une concentration supeacuterieure agrave la CMI dans le sang mais supeacuterieure dans les urines (car

srsquoeacutelimine beaucoup) crsquoest aussi un intermeacutediaire Par exemple les aminosides srsquoeacuteliminent beaucoup et on en

retrouve en tregraves grande quantiteacute dans les urines donc dans la vessie Ils permettent donc de traiter des infections

urinaires BASSES (lagrave ougrave il y a de lrsquourine pas au niveau du rein ou il y a du sang ougrave la quantiteacute est moindre)

C Antibiogramme et CMI

Comme on ne peut pas connaicirctre toutes les CMI et les concentrations critiques (travail eacutenorme) on utilise en

routine des boicirctes de peacutetri ougrave lrsquoon met des disques chacun impreacutegneacutes drsquoun antibiotique Lrsquoantibiotique va se

deacutecharger sur la geacutelose agrave partir du centre donc plus on srsquoeacuteloigne du centre plus la concentration de lrsquoantibiotique

diminue

Si la bacteacuterie pousse au contact du disque la bacteacuterie est reacutesistante

Si on voit agrave un moment un arrecirct de la culture visible la bacteacuterie est sensible et on retrouve la deacutefinition (la plus

petite concentration qui inhibe toute culture visible) On va alors mesurer le diamegravetre sans culture visible et on va

comparer sur un graphique (donneacute par les fabricants) pour trouver la CMI correspondante Crsquoest une estimation de

la CMI

[C ] ATB mgl

24h agrave 37deg Lecture agrave 24 heures

22 44 88 00

55 11

To

CMI

15

D Mesure preacutecise de la CMI

Dans certaines pathologies (comme la meacuteningite) il faut avoir la CMI preacutecise On utilise la meacutethode de lrsquoE-test On

utilise des bandelettes qui libegraverent un gradient drsquoantibiotique dans le milieu et on mesure la vrai CMI

Principe de la lecture dun antibiogramme

Culture bacteacuterienne

diffusion [C]= 1d

d (zone dinhibition)

d Estimation de la CMI

64

30

20

10

005 4

16

Principe du Etestreg

E Les critegraveres de choix des antibiotiques

Le choix optimal drsquoun antibiotique deacutepend

- De la sensibiliteacute aux antibiotiques des bacteacuteries responsables de lrsquoinfection

- De la diffusion de lrsquoantibiotique au niveau du site de lrsquoinfection

- Des ATCDs du patient (Insuffisance Reacutenalehellip)

- De la toxiciteacute de lrsquoantibiotique

- De lrsquoEffet eacutecologique

- De lrsquoexpeacuterience du clinicien

- Du coucirct

F Le rocircle du laboratoire

- Faire lrsquoantibiogramme

- Deacuteterminer le type de reacutesistance

- Calculer la CMI

- Calculer la CMB (Concentration minimale bacteacutericide diminution de 4log de la concentration

bacteacuterienne avec lrsquoantibiotique)

- Effectuer le dosage des antibiotiques

- Faire des associations

Bacteacuteriostase Cest quand le nombre de bacteacuteries viables apregraves un temps dincubation donneacute avec un

antibiotique est infeacuterieur au nombre observeacute sur un eacutechantillon sans antibiotique

On a donc un ralentissement voire arrecirct de la

croissance bacteacuterienne quantifiable par la Concentration

Minimale Inhibitrice (CMI en mgL)

CMI Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle il ny a pas de croissance visible de la souche

bacteacuterienne les conditions de culture eacutetant standardiseacutees

(concentration minimale pour laquelle la courbe est plate agrave

droite)

17

Si lantibiotique na quune activiteacute bacteacuteriostatique le systegraveme immunitaire peut prendre en charge

la bacteacuterie affaiblie et finir de combattre linfection en revanche dans certains cas (plutocirct des infections

graves) on a besoin davoir un antibiotique bacteacutericide

Bacteacutericidie Cest quand le nombre de bacteacuteries tueacutees apregraves un

temps dincubation donneacute avec un antibiotique est infeacuterieur a

celui deacutetermineacute au temps T = 0

On a donc un arrecirct de la croissance avec

mortaliteacute quantifiable par la Concentration Minimale

Bacteacutericide (oui CMB en mgL)

CMB Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle leffet bacteacutericide souhaiteacute est de 9999 les

conditions de culture eacutetant standardiseacutees

Il y a des antibiotiques dont laction deacutepend de la

concentration et dautres dont laction deacutepend du temps (en

geacuteneacuteral leur action est plus lente que les antibiotiques

concentration-deacutependants)

- V Surveillance dun traitement ATB

- a) Surveillance clinique

- -efficaciteacute du traitement -reacutegression de la fiegravevre des signes geacuteneacuteraux et focaux

- -toleacuterance du traitement -recherche deffets secondaires des antibiotiques +++

- (allergie freacutequente avec les Beacuteta-lactamines)

- -arrecirct imeacutediat de la perfusion -gtpreacutevenir durgence un meacutedecin

- b) Surveillance bacteacuteriologique

- Antibiogramme appreacutecie la bacteacuteriostase +++

- -mesure du diamegravetre dinhibition de lATB lt--gt CMI de lATB

- Etude de lefficaciteacute des associations dantibiotiques in vitro pour seacutelection de couples dantibiotiques les +

efficaces sur la bacteacuterie viseacutee par lantibiotheacuterapie

- Attention association synergique+++-

- association indiffeacuterente

- association antagoniste

- association additive

- -Dosages seacuteriques des antibiotiques effectueacutes agrave des horaires preacutecis +++ (pic et taux reacutesiduel=valleacutee)

indiqueacutes dans linsuffisance heacutepatique et reacutenale

- -+ controcircle de lefficaciteacute et de la non toxiciteacute du traitement (risque reacutenal pour aminosides et

vancomycine risque auditif pour les aminosides)

- Seacuterie dheacutemocultures sur reacutesines (capteuses drsquoantibiotiques) apregraves 48 h de traitement dans les infections

graves (en particulier endocardites infectieuses)

- -agrave preacutelever avant une nouvelle injection dantibiotique si heacutemocultures positives --gt nouvel antibiogramme

(eacutevolution des reacutesistances du germe impliqueacute dans linfection)

Conclusion

Il y a de nombreux meacutecanismes de reacutesistance

Ces gegravenes de reacutesistance peuvent ecirctre mobilisables et eacutechangeacutes on peut avoir une modulation de lexpression de ces

gegravenes qui peuvent ecirctre plus ou moins transcrits ou une modification par mutation

Ces reacutesistances sont en augmentation du fait de la pression de seacutelection par lutilisation des

antibiotiques sur les flores bacteacuteriennes

18

On a apparition de bacteacuteries multireacutesistantes qui posent un problegraveme en milieu hospitalier

entraicircnant des infections nosocomiales chez des patients affaiblis pour lesquels nous navons plus

dantibiotiques

Il faut reacutealiser un antibiogramme pour savoir quel antibiotique on peut utiliser

Lutilisation des antibiotiques doit ecirctre rationnelle

Il faut surveiller leacutepideacutemiologie des bacteacuteries reacutesistantes aux antibiotiques Il a fallu rechercher des

nouveaux agents antibacteacuteriens ce qui signifie cribler les substances naturelles (pour cela on est repartis

sur des substances naturelles un peu neacutegligeacutees jusque-lagrave) bloquer les meacutecanismes de reacutesistance des

bacteacuteries aux antimicrobiens actuels identifier de nouvelles cibles bacteacuteriennes (possible gracircce agrave lapport

du geacutenome bacteacuterien)

TOP-TEN des bacteacuteries multi-reacutesistantes (BMR)et BHRe Bacteacuteries hautement reacutesistantes eacutemergentes

1) SARM Staphylocoque doreacute (Staphylococcus aureus) reacutesistant agrave la meacutethicilline =gt R toutes B-

lactamines

2) PSDP et PRDP Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) de sensibiliteacute diminueacutee ou reacutesistant agrave la

peacutenicilline =gt I toutes B-lactamines

3) BLSE bacille agrave Gram neacutegatif (enteacuterobacteacuteries le plus souvent) producteurs de B-lactamase agrave spectre

eacutetendu -gt R aux C3G

4) MDR-TB bacille de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) reacutesistant agrave lrsquoisoniazide et agrave la

rifampicine

5) Acinetobacter (A baumannii) reacutesistant agrave lrsquoimipeacutenegraveme

6) Bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) reacutesistant agrave tous les ATB sauf la colimycine

7) GISA Staphylocoque doreacute reacutesistant aux glycopeptides (vancomycine et teicoplanine)

8) EPC eacutentteacuterobacteacuteries productrices de carbapeacuteneacutemases BHRe

9) ERC enteacuterobacteacuteries reacutesistantes agrave la colistine BHRe

10) VRE enteacuterocoque ( faecium) reacutesistant agrave la vancomycine (+teicoplanine) BHRe

Bon Courage

9

bull Les mutations repreacutesentent agrave peu pregraves 10 agrave 20 de la reacutesistance

2 Reacutesistance par acquisition de gegravenes

bull Concerne 80-90 de la reacutesistance

bull Caracteacuteristiques Il y a trois meacutecanismes de transfert horizontal la transformation (cest de lADN libre les

bacteacuteries sont compeacutetentes) la conjugaison (neacutecessite un contact entre les bacteacuteries avec transfert de

plasmide) la transduction (meacutecanisme de transfert par lintermeacutediaire dun phage petit virus qui va injecter

de lADN bacteacuterien agrave linteacuterieur de la bacteacuterie reacuteceptrice) Par lintermeacutediaire de ces trois meacutecanismes on a

un apport dinformation geacuteneacutetique exogegravene via des eacuteleacutements geacuteneacutetiques mobiles portant des gegravenes de

reacutesistance

Ce scheacutema repreacutesente une bacteacuterie agrave linteacuterieur de laquelle se trouvent des eacuteleacutements extra-chromosomiques comme

le plasmide des eacuteleacutements geacuteneacutetiques mobiles (transposon et inteacutegron) Les transposons plus petits que le plasmide

peuvent ecirctre preacutesents sur le plasmide mais aussi sur le chromosome Linteacutegron encore plus petit nheacuteberge que des

gegravenes de reacutesistance et peut se situer sur le transposon sur le plasmide ou encore sur le chromosome

bull Les plasmides peuvent ecirctre transmis de faccedilon

horizontale plutocirct par conjugaison pour les bacteacuteries

agrave gram- et plutocirct par transduction pour les bacteacuteries agrave

gram+ Suivant le plasmide on a une speacutecificiteacute eacutetroite

ou large Quand on a une speacutecificiteacute large le plasmide

peut passer dune bacteacuterie dune espegravece diffeacuterente agrave une

autre Lorsque la speacutecificiteacute est eacutetroite le plasmide va

pouvoir ecirctre eacutechangeacute uniquement au sein de la mecircme

espegravece

bull Toutes les bacteacuteries peuvent seacutechanger des gegravenes par

ces meacutecanismes sauf les mycobacteacuteries Tous les

antibiotiques sont concerneacutes par cette reacutesistance par acquisition de gegravenes sauf les polymyxines et les

furanes

bull La notion de pression de seacutelection des antibiotiques est tregraves importante La bacteacuterie va devenir

reacutesistante si on la met en preacutesence dun antibiotique Si elle nest pas mise en contact avec lantibiotique

elle na pas besoin de transfeacuterer des gegravenes qui vont porter la reacutesistance aux antibiotiques Il faut avoir un

usage raisonneacute des antibiotiques prescrire un antibiotique nest pas anodin Si vous prescrivez un

antibiotique pour une infection virale on naura aucun effet sur linfection virale et on risque de

seacutelectionner des reacutesistances au sein des bacteacuteries naturellement preacutesentes dans lorganisme

D Meacutecanismes biochimiques de la reacutesistance

10

MECANISMES FONDAMENTAUX DE LA RESISTANCE

bull Inactivation de lrsquoantibiotique +++

-destruction de lrsquoATB

bull Alteacuteration de la cible de lrsquoATB

(Modification deacutegradation substitution)

modification de sa structure

bull Absence de peacuteneacutetration de lrsquoATB

diminution de la permeacuteabiliteacute (paroi porines)

Sortie excessive de lrsquoATB (efflux)

Exemple beacutetalactamines

1 Deacutefaut de peacuteneacutetration de lantibiotique Impermeacuteabiliteacute

On revient sur ce scheacutema (rappel les bacteacuteries gram- ont en plus la membrane externe)

Les antibiotiques peuvent passent par les

porines Il sagit dantibiotiques

hydrophiles et de petites tailles

Les antibiotiques hydrophobes passent

par le lipopolysaccharide Ils vont

deacutestructurer les lipopolysaccharides et

vont ensuite peacuteneacutetrer agrave travers les

phospholipides et les peptidoglycanes

11

bull Reacutesistance naturelle aux antibiotiques hydrophiles et de masse moleacuteculaire eacuteleveacutee (macrolides

glycopeptides) En effet ils ne vont pas pouvoir passer par la porine parce quils sont trop gros et comme

ils sont hydrophiles ils narrivent pas agrave deacutesorganiser le lipopolysaccharide Ce sont des antibiotiques qui

naturellement seront inactifs sur les bacteacuteries agrave gram- par impermeacuteabiliteacute

bull Reacutesistance acquise avec des mutations au niveau des gegravenes qui codent pour les porines On a alors une

disparition de la porine ou un diamegravetre plus eacutetroit Les antibiotiques ne pourront plus passer on parle

dimpermeacuteabiliteacute

2 Deacutefaut daccumulation de lantibiotique par efflux actif

La bacteacuterie va exporter lantibiotique en dehors delle-mecircme et ce pheacutenomegravene neacutecessite de leacutenergie

Lefflux actif peut concerner plusieurs familles dantibiotiques ou une seule famille dantibiotiques Lorsque

plusieurs familles dantibiotiques sont concerneacutees (fluoroquinolones teacutetracyclines aminosides β-

lactamines hellip) on parle de MDR (Multi Drug Resistance)

bull Ces systegravemes ne marchent quavec de leacutenergie Les proteacuteines de la membrane vont former un systegraveme

capable deffluer lantibiotique en dehors de la bacteacuterie Ce sont des systegravemes de proteacuteines

transmembranaires plus ou moins compliqueacutes

3 Inactivation enzymatique de lantibiotique

a Hydrolyse Exemple des β-lactamases hydrolysant les β

lactamines

bull Les enzymes vont ecirctre capables de deacutetruire les antibiotiques

bull Les β-lactamases sont nombreuses on peut les classer par leur deacuteterminisme geacuteneacutetique le spectre

dhydrolyse

bull Les β-lactamases hydrolysent et ouvrent le cycle β-lactame

En preacutesence deau et de β-lactamases on a ouverture du cycle β-lactame

On peut avoir des β-lactamases plasmidiques et des β-lactamases porteacutees par le chromosome

Les peacutenicillinases vont hydrolyser les peacutenicillines

bullNombreuses varieacuteteacutes exemples On a des

peacutenicillinases qui vont hydrolyser uniquement les peacutenicillines G et A Cela entraicircne une reacutesistance acquise

aux peacutenicillines G et A chez le staphylocoque doreacute Il sagit ici dun spectre eacutetroit de la β-lactamase Au

12

contraire les β-lactamases agrave spectre eacutetendu (BLSE) entraicircne une reacutesistance acquise agrave toutes les

peacutenicillines et agrave toutes les ceacutephalosporines Ca touche toutes les β-lactamines sauf les carbapeacutenegravemes

Ces BLSE on les trouve chez les enteacuterobacteacuteries (Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Enterobacter

aerogenes) surtout responsables dinfections nosocomiales Chez un patient hospitaliseacute en soins intensifs

on va rechercher toutes les semaines sil nest pas porteur de BLSE On cherche agrave savoir si les bacteacuteries au

niveau de son tube digestif portent cette BLSE Dans le cas ougrave le patient serait porteur il faudrait lisoler

Actuellement eacutemergent les carbapeacutenegravemases

b Modification exemple des enzymes modifiant les aminosides

Il peut sagir de

phosphorylases (phosphorylation

APH) de nucleacuteotides transfeacuterases

(nucleacuteotidylation ANT) des

aceacutetyltransfeacuterases (aceacutetylation

AAC)

Toutes ces transfeacuterases

vont apporter des modifications

sur les radicaux des aminosides et

vont les inactiver

4 Deacutefaut daffiniteacute de la cible de lantibiotique

a Modification du site daction de lantibiotique

bull Les sites daction des β-lactamines sont les PLP

bull Lorsque les PLP sont alteacutereacutees elles vont rendre la bacteacuterie insensible aux β-lactamines

On va prendre deux exemples une infection nosocomiale et une infection communautaire

-Le staphylocoque doreacute (staphylocoque aureus) est reacutesistant agrave la meacuteticilline (SARM)

Certains staphylocoques ont eacuteteacute capables de deacutevelopper un meacutecanisme de reacutesistance vis agrave vis de cette

peacutenicilline Pour cela ils ont acquis une PLP additionnelle appeleacutee PLP2a ou PLP2 de tregraves faible affiniteacute pour

la meacuteticilline et toutes les autres β-lactamines Ils deviennent donc reacutesistants agrave toutes β-lactamines

Cette PLP2a est codeacutee par le gegravene mecA inteacutegreacute dans le chromosome Son origine est inconnue mais il y a

probablement une transmission horizontale avec dautres espegraveces de staphylocoques

-Les pneumocoques de sensibiliteacute diminueacutee aux peacutenicillines (PSDP)

Dans ce cas il ne sagit pas de lacquisition dune nouvelle PLP mais dune modification dune PLP preacute-existante

Ceci entraine une diminution daffiniteacute des β-lactamines pour les PLP Il y a eu un reacutearrangement des gegravenes de

structure qui codent pour les PLP apregraves acquisition de mateacuteriel exogegravene par transformation

Le pneumocoque est une bacteacuterie naturellement compeacutetente (peut acqueacuterir naturellement de lADN libre) Il est

naturellement dans la gorge en mecircme temps que les streptocoques oraux Lorsquon donne des antibiotiques pour

une angine dorigine virale il va y avoir seacutelection de mutants reacutesistants au niveau des streptocoques oraux Des

mutations vont se produire au niveau des PLP des streptocoques oraux De faccedilon naturelle les streptocoques

oraux vont finir par ecirctre deacutetruits et on va avoir des fragments de gegravenes de PLP muteacutes qui vont se balader dans la

sphegravere ORL et vont pouvoir rentrer agrave linteacuterieur des pneumocoques Lorsque es gegravenes de PLP muteacutes vont rentreacutes

13

dans le pneumocoque il va y avoir substitution de la PLP muteacutee au niveau de la PLP sensible et donc un

reacutearrangement par recombinaison homologue

Les PLP alteacutereacutees sont codeacutees par des gegravenes laquo mosaiumlques raquo avec des blocs de seacutequences laquo sensibles raquo remplaceacutes par

des blocs de seacutequences laquo reacutesistantes raquo provenant de streptocoques non groupables commensaux

Cest de cette maniegravere que le pneumocoque est devenu reacutesistant aux β-lactamines et quon a commenceacute agrave sen

inquieacuteter en deacuteveloppant des campagnes LES ANTIBIOTIQUES CEST PAS AUTOMATIQUE

b Protection de la cible

bull La cible peut ecirctre modifieacutee mais aussi proteacutegeacutee

bull On va consideacuterer lexemple de la reacutesistance aux teacutetracyclines Certaines bacteacuteries ont acquis un gegravene Tet(M)

codant pour la proteacuteine Tet(M) qui va proteacuteger le ribosome de laction des teacutetracyclines La cible des

teacutetracyclines nest plus accessible et donc lantibiotique ne peut plus sy fixer

De la nature de ce meacutecanisme deacutependent

le niveau de reacutesistance suivant le meacutecanisme on a un niveau de reacutesistance plus ou moins eacuteleveacute et donc

une augmentation de la CMI plus ou moins eacuteleveacutee Par exemple limpermeacuteabiliteacute va multiplier par dix la

CMI de lantibiotique En revanche une enzyme peut entraicircner la multiplication de la CMI par un facteur

1000 Dans ce cas on est plus sucircr que la concentration de lantibiotique dans lorganisme puisse ecirctre

supeacuterieure agrave la CMI On a un risque deacutechec

bull plusieurs meacutecanismes de reacutesistance possibles pour un antibiotique

exemple on peut avoir une bacteacuterie qui a une β-lactamase qui va hydrolyser les β-lactamines un systegraveme defflux

pour faire sortir une β-lactamine hors de la bacteacuterie et une PLP modifieacutee

bull une reacutesistance croiseacutee ou non entre antibiotiques de mecircme famille ou de famille diffeacuterente

En reacutesumeacute Meacutecanismes principaux de reacutesistance en fonction de la famille drsquoATB

Beacuteta

lactamines

Essentiellement due agrave la synthegravese de beacutetalactamases (penicillinases ceacutephalosporinases blsehellip qui inactivent lATB Surtt pr les BGN

Pr les BGN il existe en plus une diminution de la permeacuteabiliteacute par modification des porines Pr les BGP diminution de lrsquoaffiniteacute des PLP pour les β-lactamines

Macrolides

La reacutesistance acquise aux macrolides est due principalement agrave la meacutethylation de la cible sur la sous-uniteacute 50S du ribosome empecircchant la liaison avec lrsquoantibiotique

Reacutesistance constitutive permanente=gt reacutesistance croiseacutee avec apparenteacutee linco et synergistine

Reacutesistance inductible par ATB =gt reacutesistance pour Macro Linco et synerG reste sensible

Teacutetra

cyclines

La reacutesistance est essentiellement de type plasmidique=gt Le meacutecanisme le + freacutequent est le blocage de lefflux mais aussi diminution de lrsquoaffiniteacute de la cible ribosomale

quinolones Lieacutee agrave des mutations de lADN gyrase ou des modifications de permeacuteabiliteacute agrave lATB

les reacutesistances drsquoorigine chromosomique Reacutesistance plasmidique ( QNR)

Aminosides

Reacutesistance naturelle Les aminosides doivent peacuteneacutetrer agrave linteacuterieur de la cellule ce quils font par diffusion passive et active

Certaines bacteacuteries sont impermeacuteables agrave la peacuteneacutetration passive des aminosides

Reacutesistance acquise Le plus souvent meacutedieacutee par un plasmide les bacteacuteries acquiegraverent la capaciteacute dinactiver lantibiotique

par adeacutenylation aceacutetylation ou phosphorylation dautres cas une mutation chromosomique peut modifier la sous-uniteacute 30S du ribosome

Rifampicine Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de

lenzyme cible lARN polymeacuterase Les reacutesistances st uniquement drsquoorigine chromosomique

Sulfamide Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de la

dihydropteacuteroate syntheacutetase

Vanco

mycine

la production dun preacutecurseur de peptidoglycane modifieacute sur lequel la vancomycine ne peut pas se fixer

pheacutenicoleacutes Principalement par production dune aceacutetyltransfeacuterase qui inactive lrsquoATB (plasmidique) ou

impermeacuteabiliteacute (chromosomique)

14

Anneacutee universitaire 20202021

FACMEDPHARM

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

LES ANTIBIOTIQUES EN PRATIQUE

Pour qursquoun antibiotique agisse il faut que la bacteacuterie y soit sensible (neacutecessaire mais pas suffisant) Il faut donc

introduire des notions drsquoactiviteacute de lrsquoantibiotique Il a y donc des notions qualitatives et quantitatives

Qualitatives - sensibiliteacute reacutesistant ou intermeacutediaire

Quantitatives - CMI (Concentration minimale inhibitrice)

A Mesure de lrsquoactiviteacute drsquoun antibiotique CMI

CMI la plus petite concentration qui inhibe toute culture visible (on voit les bacteacuteries agrave partir de 105

germesml) drsquoune souche bacteacuterienne

Pour calculer la CMI on utilise un bouillon de culture avec la bacteacuterie et plusieurs tubes avec des antibiotiques On

introduit dans le 1er tube une concentration de O5 mL drsquoantibiotique et on augmente dans les diffeacuterents tubes cette

concentration (+ un tube sans antibiotique) Puis on prend la bacteacuterie et on les met dans chaque tube (104 bacteacuteries)

Au bout de 24h agrave 37deg les tubes qui sont troubles ont eu une prolifeacuteration bacteacuterienne donc la bacteacuterie nrsquoest pas

morte A partir du tube de 4mL drsquoantibiotique le bouillon nrsquoest pas trouble donc la bacteacuterie a eacuteteacute tueacutee La CMI de

cet antibiotique est donc de 4mgL

B Sensibiliteacute et reacutesistance

Une souche est dite sensible lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement agrave dose habituelle par voie geacuteneacuterale

(Concentrations seacuteriques gt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 15mgL et le taux reacutesiduel de 5mgL cela veut dire

que dans le sang le taux sera supeacuterieur agrave la CMI (4mgL) Cet antibiotique est sensible

Une souche est dite reacutesistante lorsqursquoelle ne pourra pas ecirctre atteinte quel que soit le type de traitement

(Concentration seacuterique lt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 1mgL et le taux reacutesiduel de 05mgL Cet

antibiotique est reacutesistant car dans le sang la concentration drsquoantibiotique nrsquoest jamais supeacuterieure agrave la CMI

Une souche est dite intermeacutediaire lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement local ou par une augmentation de la

dose par voie geacuteneacuterale ou encore gracircce agrave une concentration physiologique particuliegravere

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 6mgL et le taux reacutesiduel de 3mgL la concentration

est un peu supeacuterieure agrave la CMI Il faut (si on peut car attention agrave la toxiciteacute) augmenter la posologie pour atteindre 8

Crsquoest un antibiotique intermeacutediaire

Si lrsquoantibiotique nrsquoa pas une concentration supeacuterieure agrave la CMI dans le sang mais supeacuterieure dans les urines (car

srsquoeacutelimine beaucoup) crsquoest aussi un intermeacutediaire Par exemple les aminosides srsquoeacuteliminent beaucoup et on en

retrouve en tregraves grande quantiteacute dans les urines donc dans la vessie Ils permettent donc de traiter des infections

urinaires BASSES (lagrave ougrave il y a de lrsquourine pas au niveau du rein ou il y a du sang ougrave la quantiteacute est moindre)

C Antibiogramme et CMI

Comme on ne peut pas connaicirctre toutes les CMI et les concentrations critiques (travail eacutenorme) on utilise en

routine des boicirctes de peacutetri ougrave lrsquoon met des disques chacun impreacutegneacutes drsquoun antibiotique Lrsquoantibiotique va se

deacutecharger sur la geacutelose agrave partir du centre donc plus on srsquoeacuteloigne du centre plus la concentration de lrsquoantibiotique

diminue

Si la bacteacuterie pousse au contact du disque la bacteacuterie est reacutesistante

Si on voit agrave un moment un arrecirct de la culture visible la bacteacuterie est sensible et on retrouve la deacutefinition (la plus

petite concentration qui inhibe toute culture visible) On va alors mesurer le diamegravetre sans culture visible et on va

comparer sur un graphique (donneacute par les fabricants) pour trouver la CMI correspondante Crsquoest une estimation de

la CMI

[C ] ATB mgl

24h agrave 37deg Lecture agrave 24 heures

22 44 88 00

55 11

To

CMI

15

D Mesure preacutecise de la CMI

Dans certaines pathologies (comme la meacuteningite) il faut avoir la CMI preacutecise On utilise la meacutethode de lrsquoE-test On

utilise des bandelettes qui libegraverent un gradient drsquoantibiotique dans le milieu et on mesure la vrai CMI

Principe de la lecture dun antibiogramme

Culture bacteacuterienne

diffusion [C]= 1d

d (zone dinhibition)

d Estimation de la CMI

64

30

20

10

005 4

16

Principe du Etestreg

E Les critegraveres de choix des antibiotiques

Le choix optimal drsquoun antibiotique deacutepend

- De la sensibiliteacute aux antibiotiques des bacteacuteries responsables de lrsquoinfection

- De la diffusion de lrsquoantibiotique au niveau du site de lrsquoinfection

- Des ATCDs du patient (Insuffisance Reacutenalehellip)

- De la toxiciteacute de lrsquoantibiotique

- De lrsquoEffet eacutecologique

- De lrsquoexpeacuterience du clinicien

- Du coucirct

F Le rocircle du laboratoire

- Faire lrsquoantibiogramme

- Deacuteterminer le type de reacutesistance

- Calculer la CMI

- Calculer la CMB (Concentration minimale bacteacutericide diminution de 4log de la concentration

bacteacuterienne avec lrsquoantibiotique)

- Effectuer le dosage des antibiotiques

- Faire des associations

Bacteacuteriostase Cest quand le nombre de bacteacuteries viables apregraves un temps dincubation donneacute avec un

antibiotique est infeacuterieur au nombre observeacute sur un eacutechantillon sans antibiotique

On a donc un ralentissement voire arrecirct de la

croissance bacteacuterienne quantifiable par la Concentration

Minimale Inhibitrice (CMI en mgL)

CMI Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle il ny a pas de croissance visible de la souche

bacteacuterienne les conditions de culture eacutetant standardiseacutees

(concentration minimale pour laquelle la courbe est plate agrave

droite)

17

Si lantibiotique na quune activiteacute bacteacuteriostatique le systegraveme immunitaire peut prendre en charge

la bacteacuterie affaiblie et finir de combattre linfection en revanche dans certains cas (plutocirct des infections

graves) on a besoin davoir un antibiotique bacteacutericide

Bacteacutericidie Cest quand le nombre de bacteacuteries tueacutees apregraves un

temps dincubation donneacute avec un antibiotique est infeacuterieur a

celui deacutetermineacute au temps T = 0

On a donc un arrecirct de la croissance avec

mortaliteacute quantifiable par la Concentration Minimale

Bacteacutericide (oui CMB en mgL)

CMB Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle leffet bacteacutericide souhaiteacute est de 9999 les

conditions de culture eacutetant standardiseacutees

Il y a des antibiotiques dont laction deacutepend de la

concentration et dautres dont laction deacutepend du temps (en

geacuteneacuteral leur action est plus lente que les antibiotiques

concentration-deacutependants)

- V Surveillance dun traitement ATB

- a) Surveillance clinique

- -efficaciteacute du traitement -reacutegression de la fiegravevre des signes geacuteneacuteraux et focaux

- -toleacuterance du traitement -recherche deffets secondaires des antibiotiques +++

- (allergie freacutequente avec les Beacuteta-lactamines)

- -arrecirct imeacutediat de la perfusion -gtpreacutevenir durgence un meacutedecin

- b) Surveillance bacteacuteriologique

- Antibiogramme appreacutecie la bacteacuteriostase +++

- -mesure du diamegravetre dinhibition de lATB lt--gt CMI de lATB

- Etude de lefficaciteacute des associations dantibiotiques in vitro pour seacutelection de couples dantibiotiques les +

efficaces sur la bacteacuterie viseacutee par lantibiotheacuterapie

- Attention association synergique+++-

- association indiffeacuterente

- association antagoniste

- association additive

- -Dosages seacuteriques des antibiotiques effectueacutes agrave des horaires preacutecis +++ (pic et taux reacutesiduel=valleacutee)

indiqueacutes dans linsuffisance heacutepatique et reacutenale

- -+ controcircle de lefficaciteacute et de la non toxiciteacute du traitement (risque reacutenal pour aminosides et

vancomycine risque auditif pour les aminosides)

- Seacuterie dheacutemocultures sur reacutesines (capteuses drsquoantibiotiques) apregraves 48 h de traitement dans les infections

graves (en particulier endocardites infectieuses)

- -agrave preacutelever avant une nouvelle injection dantibiotique si heacutemocultures positives --gt nouvel antibiogramme

(eacutevolution des reacutesistances du germe impliqueacute dans linfection)

Conclusion

Il y a de nombreux meacutecanismes de reacutesistance

Ces gegravenes de reacutesistance peuvent ecirctre mobilisables et eacutechangeacutes on peut avoir une modulation de lexpression de ces

gegravenes qui peuvent ecirctre plus ou moins transcrits ou une modification par mutation

Ces reacutesistances sont en augmentation du fait de la pression de seacutelection par lutilisation des

antibiotiques sur les flores bacteacuteriennes

18

On a apparition de bacteacuteries multireacutesistantes qui posent un problegraveme en milieu hospitalier

entraicircnant des infections nosocomiales chez des patients affaiblis pour lesquels nous navons plus

dantibiotiques

Il faut reacutealiser un antibiogramme pour savoir quel antibiotique on peut utiliser

Lutilisation des antibiotiques doit ecirctre rationnelle

Il faut surveiller leacutepideacutemiologie des bacteacuteries reacutesistantes aux antibiotiques Il a fallu rechercher des

nouveaux agents antibacteacuteriens ce qui signifie cribler les substances naturelles (pour cela on est repartis

sur des substances naturelles un peu neacutegligeacutees jusque-lagrave) bloquer les meacutecanismes de reacutesistance des

bacteacuteries aux antimicrobiens actuels identifier de nouvelles cibles bacteacuteriennes (possible gracircce agrave lapport

du geacutenome bacteacuterien)

TOP-TEN des bacteacuteries multi-reacutesistantes (BMR)et BHRe Bacteacuteries hautement reacutesistantes eacutemergentes

1) SARM Staphylocoque doreacute (Staphylococcus aureus) reacutesistant agrave la meacutethicilline =gt R toutes B-

lactamines

2) PSDP et PRDP Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) de sensibiliteacute diminueacutee ou reacutesistant agrave la

peacutenicilline =gt I toutes B-lactamines

3) BLSE bacille agrave Gram neacutegatif (enteacuterobacteacuteries le plus souvent) producteurs de B-lactamase agrave spectre

eacutetendu -gt R aux C3G

4) MDR-TB bacille de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) reacutesistant agrave lrsquoisoniazide et agrave la

rifampicine

5) Acinetobacter (A baumannii) reacutesistant agrave lrsquoimipeacutenegraveme

6) Bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) reacutesistant agrave tous les ATB sauf la colimycine

7) GISA Staphylocoque doreacute reacutesistant aux glycopeptides (vancomycine et teicoplanine)

8) EPC eacutentteacuterobacteacuteries productrices de carbapeacuteneacutemases BHRe

9) ERC enteacuterobacteacuteries reacutesistantes agrave la colistine BHRe

10) VRE enteacuterocoque ( faecium) reacutesistant agrave la vancomycine (+teicoplanine) BHRe

Bon Courage

10

MECANISMES FONDAMENTAUX DE LA RESISTANCE

bull Inactivation de lrsquoantibiotique +++

-destruction de lrsquoATB

bull Alteacuteration de la cible de lrsquoATB

(Modification deacutegradation substitution)

modification de sa structure

bull Absence de peacuteneacutetration de lrsquoATB

diminution de la permeacuteabiliteacute (paroi porines)

Sortie excessive de lrsquoATB (efflux)

Exemple beacutetalactamines

1 Deacutefaut de peacuteneacutetration de lantibiotique Impermeacuteabiliteacute

On revient sur ce scheacutema (rappel les bacteacuteries gram- ont en plus la membrane externe)

Les antibiotiques peuvent passent par les

porines Il sagit dantibiotiques

hydrophiles et de petites tailles

Les antibiotiques hydrophobes passent

par le lipopolysaccharide Ils vont

deacutestructurer les lipopolysaccharides et

vont ensuite peacuteneacutetrer agrave travers les

phospholipides et les peptidoglycanes

11

bull Reacutesistance naturelle aux antibiotiques hydrophiles et de masse moleacuteculaire eacuteleveacutee (macrolides

glycopeptides) En effet ils ne vont pas pouvoir passer par la porine parce quils sont trop gros et comme

ils sont hydrophiles ils narrivent pas agrave deacutesorganiser le lipopolysaccharide Ce sont des antibiotiques qui

naturellement seront inactifs sur les bacteacuteries agrave gram- par impermeacuteabiliteacute

bull Reacutesistance acquise avec des mutations au niveau des gegravenes qui codent pour les porines On a alors une

disparition de la porine ou un diamegravetre plus eacutetroit Les antibiotiques ne pourront plus passer on parle

dimpermeacuteabiliteacute

2 Deacutefaut daccumulation de lantibiotique par efflux actif

La bacteacuterie va exporter lantibiotique en dehors delle-mecircme et ce pheacutenomegravene neacutecessite de leacutenergie

Lefflux actif peut concerner plusieurs familles dantibiotiques ou une seule famille dantibiotiques Lorsque

plusieurs familles dantibiotiques sont concerneacutees (fluoroquinolones teacutetracyclines aminosides β-

lactamines hellip) on parle de MDR (Multi Drug Resistance)

bull Ces systegravemes ne marchent quavec de leacutenergie Les proteacuteines de la membrane vont former un systegraveme

capable deffluer lantibiotique en dehors de la bacteacuterie Ce sont des systegravemes de proteacuteines

transmembranaires plus ou moins compliqueacutes

3 Inactivation enzymatique de lantibiotique

a Hydrolyse Exemple des β-lactamases hydrolysant les β

lactamines

bull Les enzymes vont ecirctre capables de deacutetruire les antibiotiques

bull Les β-lactamases sont nombreuses on peut les classer par leur deacuteterminisme geacuteneacutetique le spectre

dhydrolyse

bull Les β-lactamases hydrolysent et ouvrent le cycle β-lactame

En preacutesence deau et de β-lactamases on a ouverture du cycle β-lactame

On peut avoir des β-lactamases plasmidiques et des β-lactamases porteacutees par le chromosome

Les peacutenicillinases vont hydrolyser les peacutenicillines

bullNombreuses varieacuteteacutes exemples On a des

peacutenicillinases qui vont hydrolyser uniquement les peacutenicillines G et A Cela entraicircne une reacutesistance acquise

aux peacutenicillines G et A chez le staphylocoque doreacute Il sagit ici dun spectre eacutetroit de la β-lactamase Au

12

contraire les β-lactamases agrave spectre eacutetendu (BLSE) entraicircne une reacutesistance acquise agrave toutes les

peacutenicillines et agrave toutes les ceacutephalosporines Ca touche toutes les β-lactamines sauf les carbapeacutenegravemes

Ces BLSE on les trouve chez les enteacuterobacteacuteries (Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Enterobacter

aerogenes) surtout responsables dinfections nosocomiales Chez un patient hospitaliseacute en soins intensifs

on va rechercher toutes les semaines sil nest pas porteur de BLSE On cherche agrave savoir si les bacteacuteries au

niveau de son tube digestif portent cette BLSE Dans le cas ougrave le patient serait porteur il faudrait lisoler

Actuellement eacutemergent les carbapeacutenegravemases

b Modification exemple des enzymes modifiant les aminosides

Il peut sagir de

phosphorylases (phosphorylation

APH) de nucleacuteotides transfeacuterases

(nucleacuteotidylation ANT) des

aceacutetyltransfeacuterases (aceacutetylation

AAC)

Toutes ces transfeacuterases

vont apporter des modifications

sur les radicaux des aminosides et

vont les inactiver

4 Deacutefaut daffiniteacute de la cible de lantibiotique

a Modification du site daction de lantibiotique

bull Les sites daction des β-lactamines sont les PLP

bull Lorsque les PLP sont alteacutereacutees elles vont rendre la bacteacuterie insensible aux β-lactamines

On va prendre deux exemples une infection nosocomiale et une infection communautaire

-Le staphylocoque doreacute (staphylocoque aureus) est reacutesistant agrave la meacuteticilline (SARM)

Certains staphylocoques ont eacuteteacute capables de deacutevelopper un meacutecanisme de reacutesistance vis agrave vis de cette

peacutenicilline Pour cela ils ont acquis une PLP additionnelle appeleacutee PLP2a ou PLP2 de tregraves faible affiniteacute pour

la meacuteticilline et toutes les autres β-lactamines Ils deviennent donc reacutesistants agrave toutes β-lactamines

Cette PLP2a est codeacutee par le gegravene mecA inteacutegreacute dans le chromosome Son origine est inconnue mais il y a

probablement une transmission horizontale avec dautres espegraveces de staphylocoques

-Les pneumocoques de sensibiliteacute diminueacutee aux peacutenicillines (PSDP)

Dans ce cas il ne sagit pas de lacquisition dune nouvelle PLP mais dune modification dune PLP preacute-existante

Ceci entraine une diminution daffiniteacute des β-lactamines pour les PLP Il y a eu un reacutearrangement des gegravenes de

structure qui codent pour les PLP apregraves acquisition de mateacuteriel exogegravene par transformation

Le pneumocoque est une bacteacuterie naturellement compeacutetente (peut acqueacuterir naturellement de lADN libre) Il est

naturellement dans la gorge en mecircme temps que les streptocoques oraux Lorsquon donne des antibiotiques pour

une angine dorigine virale il va y avoir seacutelection de mutants reacutesistants au niveau des streptocoques oraux Des

mutations vont se produire au niveau des PLP des streptocoques oraux De faccedilon naturelle les streptocoques

oraux vont finir par ecirctre deacutetruits et on va avoir des fragments de gegravenes de PLP muteacutes qui vont se balader dans la

sphegravere ORL et vont pouvoir rentrer agrave linteacuterieur des pneumocoques Lorsque es gegravenes de PLP muteacutes vont rentreacutes

13

dans le pneumocoque il va y avoir substitution de la PLP muteacutee au niveau de la PLP sensible et donc un

reacutearrangement par recombinaison homologue

Les PLP alteacutereacutees sont codeacutees par des gegravenes laquo mosaiumlques raquo avec des blocs de seacutequences laquo sensibles raquo remplaceacutes par

des blocs de seacutequences laquo reacutesistantes raquo provenant de streptocoques non groupables commensaux

Cest de cette maniegravere que le pneumocoque est devenu reacutesistant aux β-lactamines et quon a commenceacute agrave sen

inquieacuteter en deacuteveloppant des campagnes LES ANTIBIOTIQUES CEST PAS AUTOMATIQUE

b Protection de la cible

bull La cible peut ecirctre modifieacutee mais aussi proteacutegeacutee

bull On va consideacuterer lexemple de la reacutesistance aux teacutetracyclines Certaines bacteacuteries ont acquis un gegravene Tet(M)

codant pour la proteacuteine Tet(M) qui va proteacuteger le ribosome de laction des teacutetracyclines La cible des

teacutetracyclines nest plus accessible et donc lantibiotique ne peut plus sy fixer

De la nature de ce meacutecanisme deacutependent

le niveau de reacutesistance suivant le meacutecanisme on a un niveau de reacutesistance plus ou moins eacuteleveacute et donc

une augmentation de la CMI plus ou moins eacuteleveacutee Par exemple limpermeacuteabiliteacute va multiplier par dix la

CMI de lantibiotique En revanche une enzyme peut entraicircner la multiplication de la CMI par un facteur

1000 Dans ce cas on est plus sucircr que la concentration de lantibiotique dans lorganisme puisse ecirctre

supeacuterieure agrave la CMI On a un risque deacutechec

bull plusieurs meacutecanismes de reacutesistance possibles pour un antibiotique

exemple on peut avoir une bacteacuterie qui a une β-lactamase qui va hydrolyser les β-lactamines un systegraveme defflux

pour faire sortir une β-lactamine hors de la bacteacuterie et une PLP modifieacutee

bull une reacutesistance croiseacutee ou non entre antibiotiques de mecircme famille ou de famille diffeacuterente

En reacutesumeacute Meacutecanismes principaux de reacutesistance en fonction de la famille drsquoATB

Beacuteta

lactamines

Essentiellement due agrave la synthegravese de beacutetalactamases (penicillinases ceacutephalosporinases blsehellip qui inactivent lATB Surtt pr les BGN

Pr les BGN il existe en plus une diminution de la permeacuteabiliteacute par modification des porines Pr les BGP diminution de lrsquoaffiniteacute des PLP pour les β-lactamines

Macrolides

La reacutesistance acquise aux macrolides est due principalement agrave la meacutethylation de la cible sur la sous-uniteacute 50S du ribosome empecircchant la liaison avec lrsquoantibiotique

Reacutesistance constitutive permanente=gt reacutesistance croiseacutee avec apparenteacutee linco et synergistine

Reacutesistance inductible par ATB =gt reacutesistance pour Macro Linco et synerG reste sensible

Teacutetra

cyclines

La reacutesistance est essentiellement de type plasmidique=gt Le meacutecanisme le + freacutequent est le blocage de lefflux mais aussi diminution de lrsquoaffiniteacute de la cible ribosomale

quinolones Lieacutee agrave des mutations de lADN gyrase ou des modifications de permeacuteabiliteacute agrave lATB

les reacutesistances drsquoorigine chromosomique Reacutesistance plasmidique ( QNR)

Aminosides

Reacutesistance naturelle Les aminosides doivent peacuteneacutetrer agrave linteacuterieur de la cellule ce quils font par diffusion passive et active

Certaines bacteacuteries sont impermeacuteables agrave la peacuteneacutetration passive des aminosides

Reacutesistance acquise Le plus souvent meacutedieacutee par un plasmide les bacteacuteries acquiegraverent la capaciteacute dinactiver lantibiotique

par adeacutenylation aceacutetylation ou phosphorylation dautres cas une mutation chromosomique peut modifier la sous-uniteacute 30S du ribosome

Rifampicine Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de

lenzyme cible lARN polymeacuterase Les reacutesistances st uniquement drsquoorigine chromosomique

Sulfamide Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de la

dihydropteacuteroate syntheacutetase

Vanco

mycine

la production dun preacutecurseur de peptidoglycane modifieacute sur lequel la vancomycine ne peut pas se fixer

pheacutenicoleacutes Principalement par production dune aceacutetyltransfeacuterase qui inactive lrsquoATB (plasmidique) ou

impermeacuteabiliteacute (chromosomique)

14

Anneacutee universitaire 20202021

FACMEDPHARM

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

LES ANTIBIOTIQUES EN PRATIQUE

Pour qursquoun antibiotique agisse il faut que la bacteacuterie y soit sensible (neacutecessaire mais pas suffisant) Il faut donc

introduire des notions drsquoactiviteacute de lrsquoantibiotique Il a y donc des notions qualitatives et quantitatives

Qualitatives - sensibiliteacute reacutesistant ou intermeacutediaire

Quantitatives - CMI (Concentration minimale inhibitrice)

A Mesure de lrsquoactiviteacute drsquoun antibiotique CMI

CMI la plus petite concentration qui inhibe toute culture visible (on voit les bacteacuteries agrave partir de 105

germesml) drsquoune souche bacteacuterienne

Pour calculer la CMI on utilise un bouillon de culture avec la bacteacuterie et plusieurs tubes avec des antibiotiques On

introduit dans le 1er tube une concentration de O5 mL drsquoantibiotique et on augmente dans les diffeacuterents tubes cette

concentration (+ un tube sans antibiotique) Puis on prend la bacteacuterie et on les met dans chaque tube (104 bacteacuteries)

Au bout de 24h agrave 37deg les tubes qui sont troubles ont eu une prolifeacuteration bacteacuterienne donc la bacteacuterie nrsquoest pas

morte A partir du tube de 4mL drsquoantibiotique le bouillon nrsquoest pas trouble donc la bacteacuterie a eacuteteacute tueacutee La CMI de

cet antibiotique est donc de 4mgL

B Sensibiliteacute et reacutesistance

Une souche est dite sensible lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement agrave dose habituelle par voie geacuteneacuterale

(Concentrations seacuteriques gt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 15mgL et le taux reacutesiduel de 5mgL cela veut dire

que dans le sang le taux sera supeacuterieur agrave la CMI (4mgL) Cet antibiotique est sensible

Une souche est dite reacutesistante lorsqursquoelle ne pourra pas ecirctre atteinte quel que soit le type de traitement

(Concentration seacuterique lt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 1mgL et le taux reacutesiduel de 05mgL Cet

antibiotique est reacutesistant car dans le sang la concentration drsquoantibiotique nrsquoest jamais supeacuterieure agrave la CMI

Une souche est dite intermeacutediaire lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement local ou par une augmentation de la

dose par voie geacuteneacuterale ou encore gracircce agrave une concentration physiologique particuliegravere

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 6mgL et le taux reacutesiduel de 3mgL la concentration

est un peu supeacuterieure agrave la CMI Il faut (si on peut car attention agrave la toxiciteacute) augmenter la posologie pour atteindre 8

Crsquoest un antibiotique intermeacutediaire

Si lrsquoantibiotique nrsquoa pas une concentration supeacuterieure agrave la CMI dans le sang mais supeacuterieure dans les urines (car

srsquoeacutelimine beaucoup) crsquoest aussi un intermeacutediaire Par exemple les aminosides srsquoeacuteliminent beaucoup et on en

retrouve en tregraves grande quantiteacute dans les urines donc dans la vessie Ils permettent donc de traiter des infections

urinaires BASSES (lagrave ougrave il y a de lrsquourine pas au niveau du rein ou il y a du sang ougrave la quantiteacute est moindre)

C Antibiogramme et CMI

Comme on ne peut pas connaicirctre toutes les CMI et les concentrations critiques (travail eacutenorme) on utilise en

routine des boicirctes de peacutetri ougrave lrsquoon met des disques chacun impreacutegneacutes drsquoun antibiotique Lrsquoantibiotique va se

deacutecharger sur la geacutelose agrave partir du centre donc plus on srsquoeacuteloigne du centre plus la concentration de lrsquoantibiotique

diminue

Si la bacteacuterie pousse au contact du disque la bacteacuterie est reacutesistante

Si on voit agrave un moment un arrecirct de la culture visible la bacteacuterie est sensible et on retrouve la deacutefinition (la plus

petite concentration qui inhibe toute culture visible) On va alors mesurer le diamegravetre sans culture visible et on va

comparer sur un graphique (donneacute par les fabricants) pour trouver la CMI correspondante Crsquoest une estimation de

la CMI

[C ] ATB mgl

24h agrave 37deg Lecture agrave 24 heures

22 44 88 00

55 11

To

CMI

15

D Mesure preacutecise de la CMI

Dans certaines pathologies (comme la meacuteningite) il faut avoir la CMI preacutecise On utilise la meacutethode de lrsquoE-test On

utilise des bandelettes qui libegraverent un gradient drsquoantibiotique dans le milieu et on mesure la vrai CMI

Principe de la lecture dun antibiogramme

Culture bacteacuterienne

diffusion [C]= 1d

d (zone dinhibition)

d Estimation de la CMI

64

30

20

10

005 4

16

Principe du Etestreg

E Les critegraveres de choix des antibiotiques

Le choix optimal drsquoun antibiotique deacutepend

- De la sensibiliteacute aux antibiotiques des bacteacuteries responsables de lrsquoinfection

- De la diffusion de lrsquoantibiotique au niveau du site de lrsquoinfection

- Des ATCDs du patient (Insuffisance Reacutenalehellip)

- De la toxiciteacute de lrsquoantibiotique

- De lrsquoEffet eacutecologique

- De lrsquoexpeacuterience du clinicien

- Du coucirct

F Le rocircle du laboratoire

- Faire lrsquoantibiogramme

- Deacuteterminer le type de reacutesistance

- Calculer la CMI

- Calculer la CMB (Concentration minimale bacteacutericide diminution de 4log de la concentration

bacteacuterienne avec lrsquoantibiotique)

- Effectuer le dosage des antibiotiques

- Faire des associations

Bacteacuteriostase Cest quand le nombre de bacteacuteries viables apregraves un temps dincubation donneacute avec un

antibiotique est infeacuterieur au nombre observeacute sur un eacutechantillon sans antibiotique

On a donc un ralentissement voire arrecirct de la

croissance bacteacuterienne quantifiable par la Concentration

Minimale Inhibitrice (CMI en mgL)

CMI Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle il ny a pas de croissance visible de la souche

bacteacuterienne les conditions de culture eacutetant standardiseacutees

(concentration minimale pour laquelle la courbe est plate agrave

droite)

17

Si lantibiotique na quune activiteacute bacteacuteriostatique le systegraveme immunitaire peut prendre en charge

la bacteacuterie affaiblie et finir de combattre linfection en revanche dans certains cas (plutocirct des infections

graves) on a besoin davoir un antibiotique bacteacutericide

Bacteacutericidie Cest quand le nombre de bacteacuteries tueacutees apregraves un

temps dincubation donneacute avec un antibiotique est infeacuterieur a

celui deacutetermineacute au temps T = 0

On a donc un arrecirct de la croissance avec

mortaliteacute quantifiable par la Concentration Minimale

Bacteacutericide (oui CMB en mgL)

CMB Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle leffet bacteacutericide souhaiteacute est de 9999 les

conditions de culture eacutetant standardiseacutees

Il y a des antibiotiques dont laction deacutepend de la

concentration et dautres dont laction deacutepend du temps (en

geacuteneacuteral leur action est plus lente que les antibiotiques

concentration-deacutependants)

- V Surveillance dun traitement ATB

- a) Surveillance clinique

- -efficaciteacute du traitement -reacutegression de la fiegravevre des signes geacuteneacuteraux et focaux

- -toleacuterance du traitement -recherche deffets secondaires des antibiotiques +++

- (allergie freacutequente avec les Beacuteta-lactamines)

- -arrecirct imeacutediat de la perfusion -gtpreacutevenir durgence un meacutedecin

- b) Surveillance bacteacuteriologique

- Antibiogramme appreacutecie la bacteacuteriostase +++

- -mesure du diamegravetre dinhibition de lATB lt--gt CMI de lATB

- Etude de lefficaciteacute des associations dantibiotiques in vitro pour seacutelection de couples dantibiotiques les +

efficaces sur la bacteacuterie viseacutee par lantibiotheacuterapie

- Attention association synergique+++-

- association indiffeacuterente

- association antagoniste

- association additive

- -Dosages seacuteriques des antibiotiques effectueacutes agrave des horaires preacutecis +++ (pic et taux reacutesiduel=valleacutee)

indiqueacutes dans linsuffisance heacutepatique et reacutenale

- -+ controcircle de lefficaciteacute et de la non toxiciteacute du traitement (risque reacutenal pour aminosides et

vancomycine risque auditif pour les aminosides)

- Seacuterie dheacutemocultures sur reacutesines (capteuses drsquoantibiotiques) apregraves 48 h de traitement dans les infections

graves (en particulier endocardites infectieuses)

- -agrave preacutelever avant une nouvelle injection dantibiotique si heacutemocultures positives --gt nouvel antibiogramme

(eacutevolution des reacutesistances du germe impliqueacute dans linfection)

Conclusion

Il y a de nombreux meacutecanismes de reacutesistance

Ces gegravenes de reacutesistance peuvent ecirctre mobilisables et eacutechangeacutes on peut avoir une modulation de lexpression de ces

gegravenes qui peuvent ecirctre plus ou moins transcrits ou une modification par mutation

Ces reacutesistances sont en augmentation du fait de la pression de seacutelection par lutilisation des

antibiotiques sur les flores bacteacuteriennes

18

On a apparition de bacteacuteries multireacutesistantes qui posent un problegraveme en milieu hospitalier

entraicircnant des infections nosocomiales chez des patients affaiblis pour lesquels nous navons plus

dantibiotiques

Il faut reacutealiser un antibiogramme pour savoir quel antibiotique on peut utiliser

Lutilisation des antibiotiques doit ecirctre rationnelle

Il faut surveiller leacutepideacutemiologie des bacteacuteries reacutesistantes aux antibiotiques Il a fallu rechercher des

nouveaux agents antibacteacuteriens ce qui signifie cribler les substances naturelles (pour cela on est repartis

sur des substances naturelles un peu neacutegligeacutees jusque-lagrave) bloquer les meacutecanismes de reacutesistance des

bacteacuteries aux antimicrobiens actuels identifier de nouvelles cibles bacteacuteriennes (possible gracircce agrave lapport

du geacutenome bacteacuterien)

TOP-TEN des bacteacuteries multi-reacutesistantes (BMR)et BHRe Bacteacuteries hautement reacutesistantes eacutemergentes

1) SARM Staphylocoque doreacute (Staphylococcus aureus) reacutesistant agrave la meacutethicilline =gt R toutes B-

lactamines

2) PSDP et PRDP Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) de sensibiliteacute diminueacutee ou reacutesistant agrave la

peacutenicilline =gt I toutes B-lactamines

3) BLSE bacille agrave Gram neacutegatif (enteacuterobacteacuteries le plus souvent) producteurs de B-lactamase agrave spectre

eacutetendu -gt R aux C3G

4) MDR-TB bacille de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) reacutesistant agrave lrsquoisoniazide et agrave la

rifampicine

5) Acinetobacter (A baumannii) reacutesistant agrave lrsquoimipeacutenegraveme

6) Bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) reacutesistant agrave tous les ATB sauf la colimycine

7) GISA Staphylocoque doreacute reacutesistant aux glycopeptides (vancomycine et teicoplanine)

8) EPC eacutentteacuterobacteacuteries productrices de carbapeacuteneacutemases BHRe

9) ERC enteacuterobacteacuteries reacutesistantes agrave la colistine BHRe

10) VRE enteacuterocoque ( faecium) reacutesistant agrave la vancomycine (+teicoplanine) BHRe

Bon Courage

11

bull Reacutesistance naturelle aux antibiotiques hydrophiles et de masse moleacuteculaire eacuteleveacutee (macrolides

glycopeptides) En effet ils ne vont pas pouvoir passer par la porine parce quils sont trop gros et comme

ils sont hydrophiles ils narrivent pas agrave deacutesorganiser le lipopolysaccharide Ce sont des antibiotiques qui

naturellement seront inactifs sur les bacteacuteries agrave gram- par impermeacuteabiliteacute

bull Reacutesistance acquise avec des mutations au niveau des gegravenes qui codent pour les porines On a alors une

disparition de la porine ou un diamegravetre plus eacutetroit Les antibiotiques ne pourront plus passer on parle

dimpermeacuteabiliteacute

2 Deacutefaut daccumulation de lantibiotique par efflux actif

La bacteacuterie va exporter lantibiotique en dehors delle-mecircme et ce pheacutenomegravene neacutecessite de leacutenergie

Lefflux actif peut concerner plusieurs familles dantibiotiques ou une seule famille dantibiotiques Lorsque

plusieurs familles dantibiotiques sont concerneacutees (fluoroquinolones teacutetracyclines aminosides β-

lactamines hellip) on parle de MDR (Multi Drug Resistance)

bull Ces systegravemes ne marchent quavec de leacutenergie Les proteacuteines de la membrane vont former un systegraveme

capable deffluer lantibiotique en dehors de la bacteacuterie Ce sont des systegravemes de proteacuteines

transmembranaires plus ou moins compliqueacutes

3 Inactivation enzymatique de lantibiotique

a Hydrolyse Exemple des β-lactamases hydrolysant les β

lactamines

bull Les enzymes vont ecirctre capables de deacutetruire les antibiotiques

bull Les β-lactamases sont nombreuses on peut les classer par leur deacuteterminisme geacuteneacutetique le spectre

dhydrolyse

bull Les β-lactamases hydrolysent et ouvrent le cycle β-lactame

En preacutesence deau et de β-lactamases on a ouverture du cycle β-lactame

On peut avoir des β-lactamases plasmidiques et des β-lactamases porteacutees par le chromosome

Les peacutenicillinases vont hydrolyser les peacutenicillines

bullNombreuses varieacuteteacutes exemples On a des

peacutenicillinases qui vont hydrolyser uniquement les peacutenicillines G et A Cela entraicircne une reacutesistance acquise

aux peacutenicillines G et A chez le staphylocoque doreacute Il sagit ici dun spectre eacutetroit de la β-lactamase Au

12

contraire les β-lactamases agrave spectre eacutetendu (BLSE) entraicircne une reacutesistance acquise agrave toutes les

peacutenicillines et agrave toutes les ceacutephalosporines Ca touche toutes les β-lactamines sauf les carbapeacutenegravemes

Ces BLSE on les trouve chez les enteacuterobacteacuteries (Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Enterobacter

aerogenes) surtout responsables dinfections nosocomiales Chez un patient hospitaliseacute en soins intensifs

on va rechercher toutes les semaines sil nest pas porteur de BLSE On cherche agrave savoir si les bacteacuteries au

niveau de son tube digestif portent cette BLSE Dans le cas ougrave le patient serait porteur il faudrait lisoler

Actuellement eacutemergent les carbapeacutenegravemases

b Modification exemple des enzymes modifiant les aminosides

Il peut sagir de

phosphorylases (phosphorylation

APH) de nucleacuteotides transfeacuterases

(nucleacuteotidylation ANT) des

aceacutetyltransfeacuterases (aceacutetylation

AAC)

Toutes ces transfeacuterases

vont apporter des modifications

sur les radicaux des aminosides et

vont les inactiver

4 Deacutefaut daffiniteacute de la cible de lantibiotique

a Modification du site daction de lantibiotique

bull Les sites daction des β-lactamines sont les PLP

bull Lorsque les PLP sont alteacutereacutees elles vont rendre la bacteacuterie insensible aux β-lactamines

On va prendre deux exemples une infection nosocomiale et une infection communautaire

-Le staphylocoque doreacute (staphylocoque aureus) est reacutesistant agrave la meacuteticilline (SARM)

Certains staphylocoques ont eacuteteacute capables de deacutevelopper un meacutecanisme de reacutesistance vis agrave vis de cette

peacutenicilline Pour cela ils ont acquis une PLP additionnelle appeleacutee PLP2a ou PLP2 de tregraves faible affiniteacute pour

la meacuteticilline et toutes les autres β-lactamines Ils deviennent donc reacutesistants agrave toutes β-lactamines

Cette PLP2a est codeacutee par le gegravene mecA inteacutegreacute dans le chromosome Son origine est inconnue mais il y a

probablement une transmission horizontale avec dautres espegraveces de staphylocoques

-Les pneumocoques de sensibiliteacute diminueacutee aux peacutenicillines (PSDP)

Dans ce cas il ne sagit pas de lacquisition dune nouvelle PLP mais dune modification dune PLP preacute-existante

Ceci entraine une diminution daffiniteacute des β-lactamines pour les PLP Il y a eu un reacutearrangement des gegravenes de

structure qui codent pour les PLP apregraves acquisition de mateacuteriel exogegravene par transformation

Le pneumocoque est une bacteacuterie naturellement compeacutetente (peut acqueacuterir naturellement de lADN libre) Il est

naturellement dans la gorge en mecircme temps que les streptocoques oraux Lorsquon donne des antibiotiques pour

une angine dorigine virale il va y avoir seacutelection de mutants reacutesistants au niveau des streptocoques oraux Des

mutations vont se produire au niveau des PLP des streptocoques oraux De faccedilon naturelle les streptocoques

oraux vont finir par ecirctre deacutetruits et on va avoir des fragments de gegravenes de PLP muteacutes qui vont se balader dans la

sphegravere ORL et vont pouvoir rentrer agrave linteacuterieur des pneumocoques Lorsque es gegravenes de PLP muteacutes vont rentreacutes

13

dans le pneumocoque il va y avoir substitution de la PLP muteacutee au niveau de la PLP sensible et donc un

reacutearrangement par recombinaison homologue

Les PLP alteacutereacutees sont codeacutees par des gegravenes laquo mosaiumlques raquo avec des blocs de seacutequences laquo sensibles raquo remplaceacutes par

des blocs de seacutequences laquo reacutesistantes raquo provenant de streptocoques non groupables commensaux

Cest de cette maniegravere que le pneumocoque est devenu reacutesistant aux β-lactamines et quon a commenceacute agrave sen

inquieacuteter en deacuteveloppant des campagnes LES ANTIBIOTIQUES CEST PAS AUTOMATIQUE

b Protection de la cible

bull La cible peut ecirctre modifieacutee mais aussi proteacutegeacutee

bull On va consideacuterer lexemple de la reacutesistance aux teacutetracyclines Certaines bacteacuteries ont acquis un gegravene Tet(M)

codant pour la proteacuteine Tet(M) qui va proteacuteger le ribosome de laction des teacutetracyclines La cible des

teacutetracyclines nest plus accessible et donc lantibiotique ne peut plus sy fixer

De la nature de ce meacutecanisme deacutependent

le niveau de reacutesistance suivant le meacutecanisme on a un niveau de reacutesistance plus ou moins eacuteleveacute et donc

une augmentation de la CMI plus ou moins eacuteleveacutee Par exemple limpermeacuteabiliteacute va multiplier par dix la

CMI de lantibiotique En revanche une enzyme peut entraicircner la multiplication de la CMI par un facteur

1000 Dans ce cas on est plus sucircr que la concentration de lantibiotique dans lorganisme puisse ecirctre

supeacuterieure agrave la CMI On a un risque deacutechec

bull plusieurs meacutecanismes de reacutesistance possibles pour un antibiotique

exemple on peut avoir une bacteacuterie qui a une β-lactamase qui va hydrolyser les β-lactamines un systegraveme defflux

pour faire sortir une β-lactamine hors de la bacteacuterie et une PLP modifieacutee

bull une reacutesistance croiseacutee ou non entre antibiotiques de mecircme famille ou de famille diffeacuterente

En reacutesumeacute Meacutecanismes principaux de reacutesistance en fonction de la famille drsquoATB

Beacuteta

lactamines

Essentiellement due agrave la synthegravese de beacutetalactamases (penicillinases ceacutephalosporinases blsehellip qui inactivent lATB Surtt pr les BGN

Pr les BGN il existe en plus une diminution de la permeacuteabiliteacute par modification des porines Pr les BGP diminution de lrsquoaffiniteacute des PLP pour les β-lactamines

Macrolides

La reacutesistance acquise aux macrolides est due principalement agrave la meacutethylation de la cible sur la sous-uniteacute 50S du ribosome empecircchant la liaison avec lrsquoantibiotique

Reacutesistance constitutive permanente=gt reacutesistance croiseacutee avec apparenteacutee linco et synergistine

Reacutesistance inductible par ATB =gt reacutesistance pour Macro Linco et synerG reste sensible

Teacutetra

cyclines

La reacutesistance est essentiellement de type plasmidique=gt Le meacutecanisme le + freacutequent est le blocage de lefflux mais aussi diminution de lrsquoaffiniteacute de la cible ribosomale

quinolones Lieacutee agrave des mutations de lADN gyrase ou des modifications de permeacuteabiliteacute agrave lATB

les reacutesistances drsquoorigine chromosomique Reacutesistance plasmidique ( QNR)

Aminosides

Reacutesistance naturelle Les aminosides doivent peacuteneacutetrer agrave linteacuterieur de la cellule ce quils font par diffusion passive et active

Certaines bacteacuteries sont impermeacuteables agrave la peacuteneacutetration passive des aminosides

Reacutesistance acquise Le plus souvent meacutedieacutee par un plasmide les bacteacuteries acquiegraverent la capaciteacute dinactiver lantibiotique

par adeacutenylation aceacutetylation ou phosphorylation dautres cas une mutation chromosomique peut modifier la sous-uniteacute 30S du ribosome

Rifampicine Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de

lenzyme cible lARN polymeacuterase Les reacutesistances st uniquement drsquoorigine chromosomique

Sulfamide Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de la

dihydropteacuteroate syntheacutetase

Vanco

mycine

la production dun preacutecurseur de peptidoglycane modifieacute sur lequel la vancomycine ne peut pas se fixer

pheacutenicoleacutes Principalement par production dune aceacutetyltransfeacuterase qui inactive lrsquoATB (plasmidique) ou

impermeacuteabiliteacute (chromosomique)

14

Anneacutee universitaire 20202021

FACMEDPHARM

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

LES ANTIBIOTIQUES EN PRATIQUE

Pour qursquoun antibiotique agisse il faut que la bacteacuterie y soit sensible (neacutecessaire mais pas suffisant) Il faut donc

introduire des notions drsquoactiviteacute de lrsquoantibiotique Il a y donc des notions qualitatives et quantitatives

Qualitatives - sensibiliteacute reacutesistant ou intermeacutediaire

Quantitatives - CMI (Concentration minimale inhibitrice)

A Mesure de lrsquoactiviteacute drsquoun antibiotique CMI

CMI la plus petite concentration qui inhibe toute culture visible (on voit les bacteacuteries agrave partir de 105

germesml) drsquoune souche bacteacuterienne

Pour calculer la CMI on utilise un bouillon de culture avec la bacteacuterie et plusieurs tubes avec des antibiotiques On

introduit dans le 1er tube une concentration de O5 mL drsquoantibiotique et on augmente dans les diffeacuterents tubes cette

concentration (+ un tube sans antibiotique) Puis on prend la bacteacuterie et on les met dans chaque tube (104 bacteacuteries)

Au bout de 24h agrave 37deg les tubes qui sont troubles ont eu une prolifeacuteration bacteacuterienne donc la bacteacuterie nrsquoest pas

morte A partir du tube de 4mL drsquoantibiotique le bouillon nrsquoest pas trouble donc la bacteacuterie a eacuteteacute tueacutee La CMI de

cet antibiotique est donc de 4mgL

B Sensibiliteacute et reacutesistance

Une souche est dite sensible lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement agrave dose habituelle par voie geacuteneacuterale

(Concentrations seacuteriques gt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 15mgL et le taux reacutesiduel de 5mgL cela veut dire

que dans le sang le taux sera supeacuterieur agrave la CMI (4mgL) Cet antibiotique est sensible

Une souche est dite reacutesistante lorsqursquoelle ne pourra pas ecirctre atteinte quel que soit le type de traitement

(Concentration seacuterique lt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 1mgL et le taux reacutesiduel de 05mgL Cet

antibiotique est reacutesistant car dans le sang la concentration drsquoantibiotique nrsquoest jamais supeacuterieure agrave la CMI

Une souche est dite intermeacutediaire lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement local ou par une augmentation de la

dose par voie geacuteneacuterale ou encore gracircce agrave une concentration physiologique particuliegravere

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 6mgL et le taux reacutesiduel de 3mgL la concentration

est un peu supeacuterieure agrave la CMI Il faut (si on peut car attention agrave la toxiciteacute) augmenter la posologie pour atteindre 8

Crsquoest un antibiotique intermeacutediaire

Si lrsquoantibiotique nrsquoa pas une concentration supeacuterieure agrave la CMI dans le sang mais supeacuterieure dans les urines (car

srsquoeacutelimine beaucoup) crsquoest aussi un intermeacutediaire Par exemple les aminosides srsquoeacuteliminent beaucoup et on en

retrouve en tregraves grande quantiteacute dans les urines donc dans la vessie Ils permettent donc de traiter des infections

urinaires BASSES (lagrave ougrave il y a de lrsquourine pas au niveau du rein ou il y a du sang ougrave la quantiteacute est moindre)

C Antibiogramme et CMI

Comme on ne peut pas connaicirctre toutes les CMI et les concentrations critiques (travail eacutenorme) on utilise en

routine des boicirctes de peacutetri ougrave lrsquoon met des disques chacun impreacutegneacutes drsquoun antibiotique Lrsquoantibiotique va se

deacutecharger sur la geacutelose agrave partir du centre donc plus on srsquoeacuteloigne du centre plus la concentration de lrsquoantibiotique

diminue

Si la bacteacuterie pousse au contact du disque la bacteacuterie est reacutesistante

Si on voit agrave un moment un arrecirct de la culture visible la bacteacuterie est sensible et on retrouve la deacutefinition (la plus

petite concentration qui inhibe toute culture visible) On va alors mesurer le diamegravetre sans culture visible et on va

comparer sur un graphique (donneacute par les fabricants) pour trouver la CMI correspondante Crsquoest une estimation de

la CMI

[C ] ATB mgl

24h agrave 37deg Lecture agrave 24 heures

22 44 88 00

55 11

To

CMI

15

D Mesure preacutecise de la CMI

Dans certaines pathologies (comme la meacuteningite) il faut avoir la CMI preacutecise On utilise la meacutethode de lrsquoE-test On

utilise des bandelettes qui libegraverent un gradient drsquoantibiotique dans le milieu et on mesure la vrai CMI

Principe de la lecture dun antibiogramme

Culture bacteacuterienne

diffusion [C]= 1d

d (zone dinhibition)

d Estimation de la CMI

64

30

20

10

005 4

16

Principe du Etestreg

E Les critegraveres de choix des antibiotiques

Le choix optimal drsquoun antibiotique deacutepend

- De la sensibiliteacute aux antibiotiques des bacteacuteries responsables de lrsquoinfection

- De la diffusion de lrsquoantibiotique au niveau du site de lrsquoinfection

- Des ATCDs du patient (Insuffisance Reacutenalehellip)

- De la toxiciteacute de lrsquoantibiotique

- De lrsquoEffet eacutecologique

- De lrsquoexpeacuterience du clinicien

- Du coucirct

F Le rocircle du laboratoire

- Faire lrsquoantibiogramme

- Deacuteterminer le type de reacutesistance

- Calculer la CMI

- Calculer la CMB (Concentration minimale bacteacutericide diminution de 4log de la concentration

bacteacuterienne avec lrsquoantibiotique)

- Effectuer le dosage des antibiotiques

- Faire des associations

Bacteacuteriostase Cest quand le nombre de bacteacuteries viables apregraves un temps dincubation donneacute avec un

antibiotique est infeacuterieur au nombre observeacute sur un eacutechantillon sans antibiotique

On a donc un ralentissement voire arrecirct de la

croissance bacteacuterienne quantifiable par la Concentration

Minimale Inhibitrice (CMI en mgL)

CMI Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle il ny a pas de croissance visible de la souche

bacteacuterienne les conditions de culture eacutetant standardiseacutees

(concentration minimale pour laquelle la courbe est plate agrave

droite)

17

Si lantibiotique na quune activiteacute bacteacuteriostatique le systegraveme immunitaire peut prendre en charge

la bacteacuterie affaiblie et finir de combattre linfection en revanche dans certains cas (plutocirct des infections

graves) on a besoin davoir un antibiotique bacteacutericide

Bacteacutericidie Cest quand le nombre de bacteacuteries tueacutees apregraves un

temps dincubation donneacute avec un antibiotique est infeacuterieur a

celui deacutetermineacute au temps T = 0

On a donc un arrecirct de la croissance avec

mortaliteacute quantifiable par la Concentration Minimale

Bacteacutericide (oui CMB en mgL)

CMB Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle leffet bacteacutericide souhaiteacute est de 9999 les

conditions de culture eacutetant standardiseacutees

Il y a des antibiotiques dont laction deacutepend de la

concentration et dautres dont laction deacutepend du temps (en

geacuteneacuteral leur action est plus lente que les antibiotiques

concentration-deacutependants)

- V Surveillance dun traitement ATB

- a) Surveillance clinique

- -efficaciteacute du traitement -reacutegression de la fiegravevre des signes geacuteneacuteraux et focaux

- -toleacuterance du traitement -recherche deffets secondaires des antibiotiques +++

- (allergie freacutequente avec les Beacuteta-lactamines)

- -arrecirct imeacutediat de la perfusion -gtpreacutevenir durgence un meacutedecin

- b) Surveillance bacteacuteriologique

- Antibiogramme appreacutecie la bacteacuteriostase +++

- -mesure du diamegravetre dinhibition de lATB lt--gt CMI de lATB

- Etude de lefficaciteacute des associations dantibiotiques in vitro pour seacutelection de couples dantibiotiques les +

efficaces sur la bacteacuterie viseacutee par lantibiotheacuterapie

- Attention association synergique+++-

- association indiffeacuterente

- association antagoniste

- association additive

- -Dosages seacuteriques des antibiotiques effectueacutes agrave des horaires preacutecis +++ (pic et taux reacutesiduel=valleacutee)

indiqueacutes dans linsuffisance heacutepatique et reacutenale

- -+ controcircle de lefficaciteacute et de la non toxiciteacute du traitement (risque reacutenal pour aminosides et

vancomycine risque auditif pour les aminosides)

- Seacuterie dheacutemocultures sur reacutesines (capteuses drsquoantibiotiques) apregraves 48 h de traitement dans les infections

graves (en particulier endocardites infectieuses)

- -agrave preacutelever avant une nouvelle injection dantibiotique si heacutemocultures positives --gt nouvel antibiogramme

(eacutevolution des reacutesistances du germe impliqueacute dans linfection)

Conclusion

Il y a de nombreux meacutecanismes de reacutesistance

Ces gegravenes de reacutesistance peuvent ecirctre mobilisables et eacutechangeacutes on peut avoir une modulation de lexpression de ces

gegravenes qui peuvent ecirctre plus ou moins transcrits ou une modification par mutation

Ces reacutesistances sont en augmentation du fait de la pression de seacutelection par lutilisation des

antibiotiques sur les flores bacteacuteriennes

18

On a apparition de bacteacuteries multireacutesistantes qui posent un problegraveme en milieu hospitalier

entraicircnant des infections nosocomiales chez des patients affaiblis pour lesquels nous navons plus

dantibiotiques

Il faut reacutealiser un antibiogramme pour savoir quel antibiotique on peut utiliser

Lutilisation des antibiotiques doit ecirctre rationnelle

Il faut surveiller leacutepideacutemiologie des bacteacuteries reacutesistantes aux antibiotiques Il a fallu rechercher des

nouveaux agents antibacteacuteriens ce qui signifie cribler les substances naturelles (pour cela on est repartis

sur des substances naturelles un peu neacutegligeacutees jusque-lagrave) bloquer les meacutecanismes de reacutesistance des

bacteacuteries aux antimicrobiens actuels identifier de nouvelles cibles bacteacuteriennes (possible gracircce agrave lapport

du geacutenome bacteacuterien)

TOP-TEN des bacteacuteries multi-reacutesistantes (BMR)et BHRe Bacteacuteries hautement reacutesistantes eacutemergentes

1) SARM Staphylocoque doreacute (Staphylococcus aureus) reacutesistant agrave la meacutethicilline =gt R toutes B-

lactamines

2) PSDP et PRDP Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) de sensibiliteacute diminueacutee ou reacutesistant agrave la

peacutenicilline =gt I toutes B-lactamines

3) BLSE bacille agrave Gram neacutegatif (enteacuterobacteacuteries le plus souvent) producteurs de B-lactamase agrave spectre

eacutetendu -gt R aux C3G

4) MDR-TB bacille de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) reacutesistant agrave lrsquoisoniazide et agrave la

rifampicine

5) Acinetobacter (A baumannii) reacutesistant agrave lrsquoimipeacutenegraveme

6) Bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) reacutesistant agrave tous les ATB sauf la colimycine

7) GISA Staphylocoque doreacute reacutesistant aux glycopeptides (vancomycine et teicoplanine)

8) EPC eacutentteacuterobacteacuteries productrices de carbapeacuteneacutemases BHRe

9) ERC enteacuterobacteacuteries reacutesistantes agrave la colistine BHRe

10) VRE enteacuterocoque ( faecium) reacutesistant agrave la vancomycine (+teicoplanine) BHRe

Bon Courage

12

contraire les β-lactamases agrave spectre eacutetendu (BLSE) entraicircne une reacutesistance acquise agrave toutes les

peacutenicillines et agrave toutes les ceacutephalosporines Ca touche toutes les β-lactamines sauf les carbapeacutenegravemes

Ces BLSE on les trouve chez les enteacuterobacteacuteries (Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Enterobacter

aerogenes) surtout responsables dinfections nosocomiales Chez un patient hospitaliseacute en soins intensifs

on va rechercher toutes les semaines sil nest pas porteur de BLSE On cherche agrave savoir si les bacteacuteries au

niveau de son tube digestif portent cette BLSE Dans le cas ougrave le patient serait porteur il faudrait lisoler

Actuellement eacutemergent les carbapeacutenegravemases

b Modification exemple des enzymes modifiant les aminosides

Il peut sagir de

phosphorylases (phosphorylation

APH) de nucleacuteotides transfeacuterases

(nucleacuteotidylation ANT) des

aceacutetyltransfeacuterases (aceacutetylation

AAC)

Toutes ces transfeacuterases

vont apporter des modifications

sur les radicaux des aminosides et

vont les inactiver

4 Deacutefaut daffiniteacute de la cible de lantibiotique

a Modification du site daction de lantibiotique

bull Les sites daction des β-lactamines sont les PLP

bull Lorsque les PLP sont alteacutereacutees elles vont rendre la bacteacuterie insensible aux β-lactamines

On va prendre deux exemples une infection nosocomiale et une infection communautaire

-Le staphylocoque doreacute (staphylocoque aureus) est reacutesistant agrave la meacuteticilline (SARM)

Certains staphylocoques ont eacuteteacute capables de deacutevelopper un meacutecanisme de reacutesistance vis agrave vis de cette

peacutenicilline Pour cela ils ont acquis une PLP additionnelle appeleacutee PLP2a ou PLP2 de tregraves faible affiniteacute pour

la meacuteticilline et toutes les autres β-lactamines Ils deviennent donc reacutesistants agrave toutes β-lactamines

Cette PLP2a est codeacutee par le gegravene mecA inteacutegreacute dans le chromosome Son origine est inconnue mais il y a

probablement une transmission horizontale avec dautres espegraveces de staphylocoques

-Les pneumocoques de sensibiliteacute diminueacutee aux peacutenicillines (PSDP)

Dans ce cas il ne sagit pas de lacquisition dune nouvelle PLP mais dune modification dune PLP preacute-existante

Ceci entraine une diminution daffiniteacute des β-lactamines pour les PLP Il y a eu un reacutearrangement des gegravenes de

structure qui codent pour les PLP apregraves acquisition de mateacuteriel exogegravene par transformation

Le pneumocoque est une bacteacuterie naturellement compeacutetente (peut acqueacuterir naturellement de lADN libre) Il est

naturellement dans la gorge en mecircme temps que les streptocoques oraux Lorsquon donne des antibiotiques pour

une angine dorigine virale il va y avoir seacutelection de mutants reacutesistants au niveau des streptocoques oraux Des

mutations vont se produire au niveau des PLP des streptocoques oraux De faccedilon naturelle les streptocoques

oraux vont finir par ecirctre deacutetruits et on va avoir des fragments de gegravenes de PLP muteacutes qui vont se balader dans la

sphegravere ORL et vont pouvoir rentrer agrave linteacuterieur des pneumocoques Lorsque es gegravenes de PLP muteacutes vont rentreacutes

13

dans le pneumocoque il va y avoir substitution de la PLP muteacutee au niveau de la PLP sensible et donc un

reacutearrangement par recombinaison homologue

Les PLP alteacutereacutees sont codeacutees par des gegravenes laquo mosaiumlques raquo avec des blocs de seacutequences laquo sensibles raquo remplaceacutes par

des blocs de seacutequences laquo reacutesistantes raquo provenant de streptocoques non groupables commensaux

Cest de cette maniegravere que le pneumocoque est devenu reacutesistant aux β-lactamines et quon a commenceacute agrave sen

inquieacuteter en deacuteveloppant des campagnes LES ANTIBIOTIQUES CEST PAS AUTOMATIQUE

b Protection de la cible

bull La cible peut ecirctre modifieacutee mais aussi proteacutegeacutee

bull On va consideacuterer lexemple de la reacutesistance aux teacutetracyclines Certaines bacteacuteries ont acquis un gegravene Tet(M)

codant pour la proteacuteine Tet(M) qui va proteacuteger le ribosome de laction des teacutetracyclines La cible des

teacutetracyclines nest plus accessible et donc lantibiotique ne peut plus sy fixer

De la nature de ce meacutecanisme deacutependent

le niveau de reacutesistance suivant le meacutecanisme on a un niveau de reacutesistance plus ou moins eacuteleveacute et donc

une augmentation de la CMI plus ou moins eacuteleveacutee Par exemple limpermeacuteabiliteacute va multiplier par dix la

CMI de lantibiotique En revanche une enzyme peut entraicircner la multiplication de la CMI par un facteur

1000 Dans ce cas on est plus sucircr que la concentration de lantibiotique dans lorganisme puisse ecirctre

supeacuterieure agrave la CMI On a un risque deacutechec

bull plusieurs meacutecanismes de reacutesistance possibles pour un antibiotique

exemple on peut avoir une bacteacuterie qui a une β-lactamase qui va hydrolyser les β-lactamines un systegraveme defflux

pour faire sortir une β-lactamine hors de la bacteacuterie et une PLP modifieacutee

bull une reacutesistance croiseacutee ou non entre antibiotiques de mecircme famille ou de famille diffeacuterente

En reacutesumeacute Meacutecanismes principaux de reacutesistance en fonction de la famille drsquoATB

Beacuteta

lactamines

Essentiellement due agrave la synthegravese de beacutetalactamases (penicillinases ceacutephalosporinases blsehellip qui inactivent lATB Surtt pr les BGN

Pr les BGN il existe en plus une diminution de la permeacuteabiliteacute par modification des porines Pr les BGP diminution de lrsquoaffiniteacute des PLP pour les β-lactamines

Macrolides

La reacutesistance acquise aux macrolides est due principalement agrave la meacutethylation de la cible sur la sous-uniteacute 50S du ribosome empecircchant la liaison avec lrsquoantibiotique

Reacutesistance constitutive permanente=gt reacutesistance croiseacutee avec apparenteacutee linco et synergistine

Reacutesistance inductible par ATB =gt reacutesistance pour Macro Linco et synerG reste sensible

Teacutetra

cyclines

La reacutesistance est essentiellement de type plasmidique=gt Le meacutecanisme le + freacutequent est le blocage de lefflux mais aussi diminution de lrsquoaffiniteacute de la cible ribosomale

quinolones Lieacutee agrave des mutations de lADN gyrase ou des modifications de permeacuteabiliteacute agrave lATB

les reacutesistances drsquoorigine chromosomique Reacutesistance plasmidique ( QNR)

Aminosides

Reacutesistance naturelle Les aminosides doivent peacuteneacutetrer agrave linteacuterieur de la cellule ce quils font par diffusion passive et active

Certaines bacteacuteries sont impermeacuteables agrave la peacuteneacutetration passive des aminosides

Reacutesistance acquise Le plus souvent meacutedieacutee par un plasmide les bacteacuteries acquiegraverent la capaciteacute dinactiver lantibiotique

par adeacutenylation aceacutetylation ou phosphorylation dautres cas une mutation chromosomique peut modifier la sous-uniteacute 30S du ribosome

Rifampicine Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de

lenzyme cible lARN polymeacuterase Les reacutesistances st uniquement drsquoorigine chromosomique

Sulfamide Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de la

dihydropteacuteroate syntheacutetase

Vanco

mycine

la production dun preacutecurseur de peptidoglycane modifieacute sur lequel la vancomycine ne peut pas se fixer

pheacutenicoleacutes Principalement par production dune aceacutetyltransfeacuterase qui inactive lrsquoATB (plasmidique) ou

impermeacuteabiliteacute (chromosomique)

14

Anneacutee universitaire 20202021

FACMEDPHARM

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

LES ANTIBIOTIQUES EN PRATIQUE

Pour qursquoun antibiotique agisse il faut que la bacteacuterie y soit sensible (neacutecessaire mais pas suffisant) Il faut donc

introduire des notions drsquoactiviteacute de lrsquoantibiotique Il a y donc des notions qualitatives et quantitatives

Qualitatives - sensibiliteacute reacutesistant ou intermeacutediaire

Quantitatives - CMI (Concentration minimale inhibitrice)

A Mesure de lrsquoactiviteacute drsquoun antibiotique CMI

CMI la plus petite concentration qui inhibe toute culture visible (on voit les bacteacuteries agrave partir de 105

germesml) drsquoune souche bacteacuterienne

Pour calculer la CMI on utilise un bouillon de culture avec la bacteacuterie et plusieurs tubes avec des antibiotiques On

introduit dans le 1er tube une concentration de O5 mL drsquoantibiotique et on augmente dans les diffeacuterents tubes cette

concentration (+ un tube sans antibiotique) Puis on prend la bacteacuterie et on les met dans chaque tube (104 bacteacuteries)

Au bout de 24h agrave 37deg les tubes qui sont troubles ont eu une prolifeacuteration bacteacuterienne donc la bacteacuterie nrsquoest pas

morte A partir du tube de 4mL drsquoantibiotique le bouillon nrsquoest pas trouble donc la bacteacuterie a eacuteteacute tueacutee La CMI de

cet antibiotique est donc de 4mgL

B Sensibiliteacute et reacutesistance

Une souche est dite sensible lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement agrave dose habituelle par voie geacuteneacuterale

(Concentrations seacuteriques gt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 15mgL et le taux reacutesiduel de 5mgL cela veut dire

que dans le sang le taux sera supeacuterieur agrave la CMI (4mgL) Cet antibiotique est sensible

Une souche est dite reacutesistante lorsqursquoelle ne pourra pas ecirctre atteinte quel que soit le type de traitement

(Concentration seacuterique lt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 1mgL et le taux reacutesiduel de 05mgL Cet

antibiotique est reacutesistant car dans le sang la concentration drsquoantibiotique nrsquoest jamais supeacuterieure agrave la CMI

Une souche est dite intermeacutediaire lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement local ou par une augmentation de la

dose par voie geacuteneacuterale ou encore gracircce agrave une concentration physiologique particuliegravere

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 6mgL et le taux reacutesiduel de 3mgL la concentration

est un peu supeacuterieure agrave la CMI Il faut (si on peut car attention agrave la toxiciteacute) augmenter la posologie pour atteindre 8

Crsquoest un antibiotique intermeacutediaire

Si lrsquoantibiotique nrsquoa pas une concentration supeacuterieure agrave la CMI dans le sang mais supeacuterieure dans les urines (car

srsquoeacutelimine beaucoup) crsquoest aussi un intermeacutediaire Par exemple les aminosides srsquoeacuteliminent beaucoup et on en

retrouve en tregraves grande quantiteacute dans les urines donc dans la vessie Ils permettent donc de traiter des infections

urinaires BASSES (lagrave ougrave il y a de lrsquourine pas au niveau du rein ou il y a du sang ougrave la quantiteacute est moindre)

C Antibiogramme et CMI

Comme on ne peut pas connaicirctre toutes les CMI et les concentrations critiques (travail eacutenorme) on utilise en

routine des boicirctes de peacutetri ougrave lrsquoon met des disques chacun impreacutegneacutes drsquoun antibiotique Lrsquoantibiotique va se

deacutecharger sur la geacutelose agrave partir du centre donc plus on srsquoeacuteloigne du centre plus la concentration de lrsquoantibiotique

diminue

Si la bacteacuterie pousse au contact du disque la bacteacuterie est reacutesistante

Si on voit agrave un moment un arrecirct de la culture visible la bacteacuterie est sensible et on retrouve la deacutefinition (la plus

petite concentration qui inhibe toute culture visible) On va alors mesurer le diamegravetre sans culture visible et on va

comparer sur un graphique (donneacute par les fabricants) pour trouver la CMI correspondante Crsquoest une estimation de

la CMI

[C ] ATB mgl

24h agrave 37deg Lecture agrave 24 heures

22 44 88 00

55 11

To

CMI

15

D Mesure preacutecise de la CMI

Dans certaines pathologies (comme la meacuteningite) il faut avoir la CMI preacutecise On utilise la meacutethode de lrsquoE-test On

utilise des bandelettes qui libegraverent un gradient drsquoantibiotique dans le milieu et on mesure la vrai CMI

Principe de la lecture dun antibiogramme

Culture bacteacuterienne

diffusion [C]= 1d

d (zone dinhibition)

d Estimation de la CMI

64

30

20

10

005 4

16

Principe du Etestreg

E Les critegraveres de choix des antibiotiques

Le choix optimal drsquoun antibiotique deacutepend

- De la sensibiliteacute aux antibiotiques des bacteacuteries responsables de lrsquoinfection

- De la diffusion de lrsquoantibiotique au niveau du site de lrsquoinfection

- Des ATCDs du patient (Insuffisance Reacutenalehellip)

- De la toxiciteacute de lrsquoantibiotique

- De lrsquoEffet eacutecologique

- De lrsquoexpeacuterience du clinicien

- Du coucirct

F Le rocircle du laboratoire

- Faire lrsquoantibiogramme

- Deacuteterminer le type de reacutesistance

- Calculer la CMI

- Calculer la CMB (Concentration minimale bacteacutericide diminution de 4log de la concentration

bacteacuterienne avec lrsquoantibiotique)

- Effectuer le dosage des antibiotiques

- Faire des associations

Bacteacuteriostase Cest quand le nombre de bacteacuteries viables apregraves un temps dincubation donneacute avec un

antibiotique est infeacuterieur au nombre observeacute sur un eacutechantillon sans antibiotique

On a donc un ralentissement voire arrecirct de la

croissance bacteacuterienne quantifiable par la Concentration

Minimale Inhibitrice (CMI en mgL)

CMI Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle il ny a pas de croissance visible de la souche

bacteacuterienne les conditions de culture eacutetant standardiseacutees

(concentration minimale pour laquelle la courbe est plate agrave

droite)

17

Si lantibiotique na quune activiteacute bacteacuteriostatique le systegraveme immunitaire peut prendre en charge

la bacteacuterie affaiblie et finir de combattre linfection en revanche dans certains cas (plutocirct des infections

graves) on a besoin davoir un antibiotique bacteacutericide

Bacteacutericidie Cest quand le nombre de bacteacuteries tueacutees apregraves un

temps dincubation donneacute avec un antibiotique est infeacuterieur a

celui deacutetermineacute au temps T = 0

On a donc un arrecirct de la croissance avec

mortaliteacute quantifiable par la Concentration Minimale

Bacteacutericide (oui CMB en mgL)

CMB Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle leffet bacteacutericide souhaiteacute est de 9999 les

conditions de culture eacutetant standardiseacutees

Il y a des antibiotiques dont laction deacutepend de la

concentration et dautres dont laction deacutepend du temps (en

geacuteneacuteral leur action est plus lente que les antibiotiques

concentration-deacutependants)

- V Surveillance dun traitement ATB

- a) Surveillance clinique

- -efficaciteacute du traitement -reacutegression de la fiegravevre des signes geacuteneacuteraux et focaux

- -toleacuterance du traitement -recherche deffets secondaires des antibiotiques +++

- (allergie freacutequente avec les Beacuteta-lactamines)

- -arrecirct imeacutediat de la perfusion -gtpreacutevenir durgence un meacutedecin

- b) Surveillance bacteacuteriologique

- Antibiogramme appreacutecie la bacteacuteriostase +++

- -mesure du diamegravetre dinhibition de lATB lt--gt CMI de lATB

- Etude de lefficaciteacute des associations dantibiotiques in vitro pour seacutelection de couples dantibiotiques les +

efficaces sur la bacteacuterie viseacutee par lantibiotheacuterapie

- Attention association synergique+++-

- association indiffeacuterente

- association antagoniste

- association additive

- -Dosages seacuteriques des antibiotiques effectueacutes agrave des horaires preacutecis +++ (pic et taux reacutesiduel=valleacutee)

indiqueacutes dans linsuffisance heacutepatique et reacutenale

- -+ controcircle de lefficaciteacute et de la non toxiciteacute du traitement (risque reacutenal pour aminosides et

vancomycine risque auditif pour les aminosides)

- Seacuterie dheacutemocultures sur reacutesines (capteuses drsquoantibiotiques) apregraves 48 h de traitement dans les infections

graves (en particulier endocardites infectieuses)

- -agrave preacutelever avant une nouvelle injection dantibiotique si heacutemocultures positives --gt nouvel antibiogramme

(eacutevolution des reacutesistances du germe impliqueacute dans linfection)

Conclusion

Il y a de nombreux meacutecanismes de reacutesistance

Ces gegravenes de reacutesistance peuvent ecirctre mobilisables et eacutechangeacutes on peut avoir une modulation de lexpression de ces

gegravenes qui peuvent ecirctre plus ou moins transcrits ou une modification par mutation

Ces reacutesistances sont en augmentation du fait de la pression de seacutelection par lutilisation des

antibiotiques sur les flores bacteacuteriennes

18

On a apparition de bacteacuteries multireacutesistantes qui posent un problegraveme en milieu hospitalier

entraicircnant des infections nosocomiales chez des patients affaiblis pour lesquels nous navons plus

dantibiotiques

Il faut reacutealiser un antibiogramme pour savoir quel antibiotique on peut utiliser

Lutilisation des antibiotiques doit ecirctre rationnelle

Il faut surveiller leacutepideacutemiologie des bacteacuteries reacutesistantes aux antibiotiques Il a fallu rechercher des

nouveaux agents antibacteacuteriens ce qui signifie cribler les substances naturelles (pour cela on est repartis

sur des substances naturelles un peu neacutegligeacutees jusque-lagrave) bloquer les meacutecanismes de reacutesistance des

bacteacuteries aux antimicrobiens actuels identifier de nouvelles cibles bacteacuteriennes (possible gracircce agrave lapport

du geacutenome bacteacuterien)

TOP-TEN des bacteacuteries multi-reacutesistantes (BMR)et BHRe Bacteacuteries hautement reacutesistantes eacutemergentes

1) SARM Staphylocoque doreacute (Staphylococcus aureus) reacutesistant agrave la meacutethicilline =gt R toutes B-

lactamines

2) PSDP et PRDP Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) de sensibiliteacute diminueacutee ou reacutesistant agrave la

peacutenicilline =gt I toutes B-lactamines

3) BLSE bacille agrave Gram neacutegatif (enteacuterobacteacuteries le plus souvent) producteurs de B-lactamase agrave spectre

eacutetendu -gt R aux C3G

4) MDR-TB bacille de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) reacutesistant agrave lrsquoisoniazide et agrave la

rifampicine

5) Acinetobacter (A baumannii) reacutesistant agrave lrsquoimipeacutenegraveme

6) Bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) reacutesistant agrave tous les ATB sauf la colimycine

7) GISA Staphylocoque doreacute reacutesistant aux glycopeptides (vancomycine et teicoplanine)

8) EPC eacutentteacuterobacteacuteries productrices de carbapeacuteneacutemases BHRe

9) ERC enteacuterobacteacuteries reacutesistantes agrave la colistine BHRe

10) VRE enteacuterocoque ( faecium) reacutesistant agrave la vancomycine (+teicoplanine) BHRe

Bon Courage

13

dans le pneumocoque il va y avoir substitution de la PLP muteacutee au niveau de la PLP sensible et donc un

reacutearrangement par recombinaison homologue

Les PLP alteacutereacutees sont codeacutees par des gegravenes laquo mosaiumlques raquo avec des blocs de seacutequences laquo sensibles raquo remplaceacutes par

des blocs de seacutequences laquo reacutesistantes raquo provenant de streptocoques non groupables commensaux

Cest de cette maniegravere que le pneumocoque est devenu reacutesistant aux β-lactamines et quon a commenceacute agrave sen

inquieacuteter en deacuteveloppant des campagnes LES ANTIBIOTIQUES CEST PAS AUTOMATIQUE

b Protection de la cible

bull La cible peut ecirctre modifieacutee mais aussi proteacutegeacutee

bull On va consideacuterer lexemple de la reacutesistance aux teacutetracyclines Certaines bacteacuteries ont acquis un gegravene Tet(M)

codant pour la proteacuteine Tet(M) qui va proteacuteger le ribosome de laction des teacutetracyclines La cible des

teacutetracyclines nest plus accessible et donc lantibiotique ne peut plus sy fixer

De la nature de ce meacutecanisme deacutependent

le niveau de reacutesistance suivant le meacutecanisme on a un niveau de reacutesistance plus ou moins eacuteleveacute et donc

une augmentation de la CMI plus ou moins eacuteleveacutee Par exemple limpermeacuteabiliteacute va multiplier par dix la

CMI de lantibiotique En revanche une enzyme peut entraicircner la multiplication de la CMI par un facteur

1000 Dans ce cas on est plus sucircr que la concentration de lantibiotique dans lorganisme puisse ecirctre

supeacuterieure agrave la CMI On a un risque deacutechec

bull plusieurs meacutecanismes de reacutesistance possibles pour un antibiotique

exemple on peut avoir une bacteacuterie qui a une β-lactamase qui va hydrolyser les β-lactamines un systegraveme defflux

pour faire sortir une β-lactamine hors de la bacteacuterie et une PLP modifieacutee

bull une reacutesistance croiseacutee ou non entre antibiotiques de mecircme famille ou de famille diffeacuterente

En reacutesumeacute Meacutecanismes principaux de reacutesistance en fonction de la famille drsquoATB

Beacuteta

lactamines

Essentiellement due agrave la synthegravese de beacutetalactamases (penicillinases ceacutephalosporinases blsehellip qui inactivent lATB Surtt pr les BGN

Pr les BGN il existe en plus une diminution de la permeacuteabiliteacute par modification des porines Pr les BGP diminution de lrsquoaffiniteacute des PLP pour les β-lactamines

Macrolides

La reacutesistance acquise aux macrolides est due principalement agrave la meacutethylation de la cible sur la sous-uniteacute 50S du ribosome empecircchant la liaison avec lrsquoantibiotique

Reacutesistance constitutive permanente=gt reacutesistance croiseacutee avec apparenteacutee linco et synergistine

Reacutesistance inductible par ATB =gt reacutesistance pour Macro Linco et synerG reste sensible

Teacutetra

cyclines

La reacutesistance est essentiellement de type plasmidique=gt Le meacutecanisme le + freacutequent est le blocage de lefflux mais aussi diminution de lrsquoaffiniteacute de la cible ribosomale

quinolones Lieacutee agrave des mutations de lADN gyrase ou des modifications de permeacuteabiliteacute agrave lATB

les reacutesistances drsquoorigine chromosomique Reacutesistance plasmidique ( QNR)

Aminosides

Reacutesistance naturelle Les aminosides doivent peacuteneacutetrer agrave linteacuterieur de la cellule ce quils font par diffusion passive et active

Certaines bacteacuteries sont impermeacuteables agrave la peacuteneacutetration passive des aminosides

Reacutesistance acquise Le plus souvent meacutedieacutee par un plasmide les bacteacuteries acquiegraverent la capaciteacute dinactiver lantibiotique

par adeacutenylation aceacutetylation ou phosphorylation dautres cas une mutation chromosomique peut modifier la sous-uniteacute 30S du ribosome

Rifampicine Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de

lenzyme cible lARN polymeacuterase Les reacutesistances st uniquement drsquoorigine chromosomique

Sulfamide Lieacutee agrave une modification de la permeacuteabiliteacute de la bacteacuterie ou agrave une modification de structure de la

dihydropteacuteroate syntheacutetase

Vanco

mycine

la production dun preacutecurseur de peptidoglycane modifieacute sur lequel la vancomycine ne peut pas se fixer

pheacutenicoleacutes Principalement par production dune aceacutetyltransfeacuterase qui inactive lrsquoATB (plasmidique) ou

impermeacuteabiliteacute (chromosomique)

14

Anneacutee universitaire 20202021

FACMEDPHARM

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

LES ANTIBIOTIQUES EN PRATIQUE

Pour qursquoun antibiotique agisse il faut que la bacteacuterie y soit sensible (neacutecessaire mais pas suffisant) Il faut donc

introduire des notions drsquoactiviteacute de lrsquoantibiotique Il a y donc des notions qualitatives et quantitatives

Qualitatives - sensibiliteacute reacutesistant ou intermeacutediaire

Quantitatives - CMI (Concentration minimale inhibitrice)

A Mesure de lrsquoactiviteacute drsquoun antibiotique CMI

CMI la plus petite concentration qui inhibe toute culture visible (on voit les bacteacuteries agrave partir de 105

germesml) drsquoune souche bacteacuterienne

Pour calculer la CMI on utilise un bouillon de culture avec la bacteacuterie et plusieurs tubes avec des antibiotiques On

introduit dans le 1er tube une concentration de O5 mL drsquoantibiotique et on augmente dans les diffeacuterents tubes cette

concentration (+ un tube sans antibiotique) Puis on prend la bacteacuterie et on les met dans chaque tube (104 bacteacuteries)

Au bout de 24h agrave 37deg les tubes qui sont troubles ont eu une prolifeacuteration bacteacuterienne donc la bacteacuterie nrsquoest pas

morte A partir du tube de 4mL drsquoantibiotique le bouillon nrsquoest pas trouble donc la bacteacuterie a eacuteteacute tueacutee La CMI de

cet antibiotique est donc de 4mgL

B Sensibiliteacute et reacutesistance

Une souche est dite sensible lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement agrave dose habituelle par voie geacuteneacuterale

(Concentrations seacuteriques gt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 15mgL et le taux reacutesiduel de 5mgL cela veut dire

que dans le sang le taux sera supeacuterieur agrave la CMI (4mgL) Cet antibiotique est sensible

Une souche est dite reacutesistante lorsqursquoelle ne pourra pas ecirctre atteinte quel que soit le type de traitement

(Concentration seacuterique lt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 1mgL et le taux reacutesiduel de 05mgL Cet

antibiotique est reacutesistant car dans le sang la concentration drsquoantibiotique nrsquoest jamais supeacuterieure agrave la CMI

Une souche est dite intermeacutediaire lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement local ou par une augmentation de la

dose par voie geacuteneacuterale ou encore gracircce agrave une concentration physiologique particuliegravere

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 6mgL et le taux reacutesiduel de 3mgL la concentration

est un peu supeacuterieure agrave la CMI Il faut (si on peut car attention agrave la toxiciteacute) augmenter la posologie pour atteindre 8

Crsquoest un antibiotique intermeacutediaire

Si lrsquoantibiotique nrsquoa pas une concentration supeacuterieure agrave la CMI dans le sang mais supeacuterieure dans les urines (car

srsquoeacutelimine beaucoup) crsquoest aussi un intermeacutediaire Par exemple les aminosides srsquoeacuteliminent beaucoup et on en

retrouve en tregraves grande quantiteacute dans les urines donc dans la vessie Ils permettent donc de traiter des infections

urinaires BASSES (lagrave ougrave il y a de lrsquourine pas au niveau du rein ou il y a du sang ougrave la quantiteacute est moindre)

C Antibiogramme et CMI

Comme on ne peut pas connaicirctre toutes les CMI et les concentrations critiques (travail eacutenorme) on utilise en

routine des boicirctes de peacutetri ougrave lrsquoon met des disques chacun impreacutegneacutes drsquoun antibiotique Lrsquoantibiotique va se

deacutecharger sur la geacutelose agrave partir du centre donc plus on srsquoeacuteloigne du centre plus la concentration de lrsquoantibiotique

diminue

Si la bacteacuterie pousse au contact du disque la bacteacuterie est reacutesistante

Si on voit agrave un moment un arrecirct de la culture visible la bacteacuterie est sensible et on retrouve la deacutefinition (la plus

petite concentration qui inhibe toute culture visible) On va alors mesurer le diamegravetre sans culture visible et on va

comparer sur un graphique (donneacute par les fabricants) pour trouver la CMI correspondante Crsquoest une estimation de

la CMI

[C ] ATB mgl

24h agrave 37deg Lecture agrave 24 heures

22 44 88 00

55 11

To

CMI

15

D Mesure preacutecise de la CMI

Dans certaines pathologies (comme la meacuteningite) il faut avoir la CMI preacutecise On utilise la meacutethode de lrsquoE-test On

utilise des bandelettes qui libegraverent un gradient drsquoantibiotique dans le milieu et on mesure la vrai CMI

Principe de la lecture dun antibiogramme

Culture bacteacuterienne

diffusion [C]= 1d

d (zone dinhibition)

d Estimation de la CMI

64

30

20

10

005 4

16

Principe du Etestreg

E Les critegraveres de choix des antibiotiques

Le choix optimal drsquoun antibiotique deacutepend

- De la sensibiliteacute aux antibiotiques des bacteacuteries responsables de lrsquoinfection

- De la diffusion de lrsquoantibiotique au niveau du site de lrsquoinfection

- Des ATCDs du patient (Insuffisance Reacutenalehellip)

- De la toxiciteacute de lrsquoantibiotique

- De lrsquoEffet eacutecologique

- De lrsquoexpeacuterience du clinicien

- Du coucirct

F Le rocircle du laboratoire

- Faire lrsquoantibiogramme

- Deacuteterminer le type de reacutesistance

- Calculer la CMI

- Calculer la CMB (Concentration minimale bacteacutericide diminution de 4log de la concentration

bacteacuterienne avec lrsquoantibiotique)

- Effectuer le dosage des antibiotiques

- Faire des associations

Bacteacuteriostase Cest quand le nombre de bacteacuteries viables apregraves un temps dincubation donneacute avec un

antibiotique est infeacuterieur au nombre observeacute sur un eacutechantillon sans antibiotique

On a donc un ralentissement voire arrecirct de la

croissance bacteacuterienne quantifiable par la Concentration

Minimale Inhibitrice (CMI en mgL)

CMI Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle il ny a pas de croissance visible de la souche

bacteacuterienne les conditions de culture eacutetant standardiseacutees

(concentration minimale pour laquelle la courbe est plate agrave

droite)

17

Si lantibiotique na quune activiteacute bacteacuteriostatique le systegraveme immunitaire peut prendre en charge

la bacteacuterie affaiblie et finir de combattre linfection en revanche dans certains cas (plutocirct des infections

graves) on a besoin davoir un antibiotique bacteacutericide

Bacteacutericidie Cest quand le nombre de bacteacuteries tueacutees apregraves un

temps dincubation donneacute avec un antibiotique est infeacuterieur a

celui deacutetermineacute au temps T = 0

On a donc un arrecirct de la croissance avec

mortaliteacute quantifiable par la Concentration Minimale

Bacteacutericide (oui CMB en mgL)

CMB Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle leffet bacteacutericide souhaiteacute est de 9999 les

conditions de culture eacutetant standardiseacutees

Il y a des antibiotiques dont laction deacutepend de la

concentration et dautres dont laction deacutepend du temps (en

geacuteneacuteral leur action est plus lente que les antibiotiques

concentration-deacutependants)

- V Surveillance dun traitement ATB

- a) Surveillance clinique

- -efficaciteacute du traitement -reacutegression de la fiegravevre des signes geacuteneacuteraux et focaux

- -toleacuterance du traitement -recherche deffets secondaires des antibiotiques +++

- (allergie freacutequente avec les Beacuteta-lactamines)

- -arrecirct imeacutediat de la perfusion -gtpreacutevenir durgence un meacutedecin

- b) Surveillance bacteacuteriologique

- Antibiogramme appreacutecie la bacteacuteriostase +++

- -mesure du diamegravetre dinhibition de lATB lt--gt CMI de lATB

- Etude de lefficaciteacute des associations dantibiotiques in vitro pour seacutelection de couples dantibiotiques les +

efficaces sur la bacteacuterie viseacutee par lantibiotheacuterapie

- Attention association synergique+++-

- association indiffeacuterente

- association antagoniste

- association additive

- -Dosages seacuteriques des antibiotiques effectueacutes agrave des horaires preacutecis +++ (pic et taux reacutesiduel=valleacutee)

indiqueacutes dans linsuffisance heacutepatique et reacutenale

- -+ controcircle de lefficaciteacute et de la non toxiciteacute du traitement (risque reacutenal pour aminosides et

vancomycine risque auditif pour les aminosides)

- Seacuterie dheacutemocultures sur reacutesines (capteuses drsquoantibiotiques) apregraves 48 h de traitement dans les infections

graves (en particulier endocardites infectieuses)

- -agrave preacutelever avant une nouvelle injection dantibiotique si heacutemocultures positives --gt nouvel antibiogramme

(eacutevolution des reacutesistances du germe impliqueacute dans linfection)

Conclusion

Il y a de nombreux meacutecanismes de reacutesistance

Ces gegravenes de reacutesistance peuvent ecirctre mobilisables et eacutechangeacutes on peut avoir une modulation de lexpression de ces

gegravenes qui peuvent ecirctre plus ou moins transcrits ou une modification par mutation

Ces reacutesistances sont en augmentation du fait de la pression de seacutelection par lutilisation des

antibiotiques sur les flores bacteacuteriennes

18

On a apparition de bacteacuteries multireacutesistantes qui posent un problegraveme en milieu hospitalier

entraicircnant des infections nosocomiales chez des patients affaiblis pour lesquels nous navons plus

dantibiotiques

Il faut reacutealiser un antibiogramme pour savoir quel antibiotique on peut utiliser

Lutilisation des antibiotiques doit ecirctre rationnelle

Il faut surveiller leacutepideacutemiologie des bacteacuteries reacutesistantes aux antibiotiques Il a fallu rechercher des

nouveaux agents antibacteacuteriens ce qui signifie cribler les substances naturelles (pour cela on est repartis

sur des substances naturelles un peu neacutegligeacutees jusque-lagrave) bloquer les meacutecanismes de reacutesistance des

bacteacuteries aux antimicrobiens actuels identifier de nouvelles cibles bacteacuteriennes (possible gracircce agrave lapport

du geacutenome bacteacuterien)

TOP-TEN des bacteacuteries multi-reacutesistantes (BMR)et BHRe Bacteacuteries hautement reacutesistantes eacutemergentes

1) SARM Staphylocoque doreacute (Staphylococcus aureus) reacutesistant agrave la meacutethicilline =gt R toutes B-

lactamines

2) PSDP et PRDP Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) de sensibiliteacute diminueacutee ou reacutesistant agrave la

peacutenicilline =gt I toutes B-lactamines

3) BLSE bacille agrave Gram neacutegatif (enteacuterobacteacuteries le plus souvent) producteurs de B-lactamase agrave spectre

eacutetendu -gt R aux C3G

4) MDR-TB bacille de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) reacutesistant agrave lrsquoisoniazide et agrave la

rifampicine

5) Acinetobacter (A baumannii) reacutesistant agrave lrsquoimipeacutenegraveme

6) Bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) reacutesistant agrave tous les ATB sauf la colimycine

7) GISA Staphylocoque doreacute reacutesistant aux glycopeptides (vancomycine et teicoplanine)

8) EPC eacutentteacuterobacteacuteries productrices de carbapeacuteneacutemases BHRe

9) ERC enteacuterobacteacuteries reacutesistantes agrave la colistine BHRe

10) VRE enteacuterocoque ( faecium) reacutesistant agrave la vancomycine (+teicoplanine) BHRe

Bon Courage

14

Anneacutee universitaire 20202021

FACMEDPHARM

COURS BACTERIOLOGIE

3EME ANNEE MEDECINE

LES ANTIBIOTIQUES EN PRATIQUE

Pour qursquoun antibiotique agisse il faut que la bacteacuterie y soit sensible (neacutecessaire mais pas suffisant) Il faut donc

introduire des notions drsquoactiviteacute de lrsquoantibiotique Il a y donc des notions qualitatives et quantitatives

Qualitatives - sensibiliteacute reacutesistant ou intermeacutediaire

Quantitatives - CMI (Concentration minimale inhibitrice)

A Mesure de lrsquoactiviteacute drsquoun antibiotique CMI

CMI la plus petite concentration qui inhibe toute culture visible (on voit les bacteacuteries agrave partir de 105

germesml) drsquoune souche bacteacuterienne

Pour calculer la CMI on utilise un bouillon de culture avec la bacteacuterie et plusieurs tubes avec des antibiotiques On

introduit dans le 1er tube une concentration de O5 mL drsquoantibiotique et on augmente dans les diffeacuterents tubes cette

concentration (+ un tube sans antibiotique) Puis on prend la bacteacuterie et on les met dans chaque tube (104 bacteacuteries)

Au bout de 24h agrave 37deg les tubes qui sont troubles ont eu une prolifeacuteration bacteacuterienne donc la bacteacuterie nrsquoest pas

morte A partir du tube de 4mL drsquoantibiotique le bouillon nrsquoest pas trouble donc la bacteacuterie a eacuteteacute tueacutee La CMI de

cet antibiotique est donc de 4mgL

B Sensibiliteacute et reacutesistance

Une souche est dite sensible lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement agrave dose habituelle par voie geacuteneacuterale

(Concentrations seacuteriques gt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 15mgL et le taux reacutesiduel de 5mgL cela veut dire

que dans le sang le taux sera supeacuterieur agrave la CMI (4mgL) Cet antibiotique est sensible

Une souche est dite reacutesistante lorsqursquoelle ne pourra pas ecirctre atteinte quel que soit le type de traitement

(Concentration seacuterique lt CMI)

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 1mgL et le taux reacutesiduel de 05mgL Cet

antibiotique est reacutesistant car dans le sang la concentration drsquoantibiotique nrsquoest jamais supeacuterieure agrave la CMI

Une souche est dite intermeacutediaire lorsqursquoelle peut ecirctre atteinte par un traitement local ou par une augmentation de la

dose par voie geacuteneacuterale ou encore gracircce agrave une concentration physiologique particuliegravere

Si on donne un antibiotique avec la CMI agrave 4 et que le pic est de 6mgL et le taux reacutesiduel de 3mgL la concentration

est un peu supeacuterieure agrave la CMI Il faut (si on peut car attention agrave la toxiciteacute) augmenter la posologie pour atteindre 8

Crsquoest un antibiotique intermeacutediaire

Si lrsquoantibiotique nrsquoa pas une concentration supeacuterieure agrave la CMI dans le sang mais supeacuterieure dans les urines (car

srsquoeacutelimine beaucoup) crsquoest aussi un intermeacutediaire Par exemple les aminosides srsquoeacuteliminent beaucoup et on en

retrouve en tregraves grande quantiteacute dans les urines donc dans la vessie Ils permettent donc de traiter des infections

urinaires BASSES (lagrave ougrave il y a de lrsquourine pas au niveau du rein ou il y a du sang ougrave la quantiteacute est moindre)

C Antibiogramme et CMI

Comme on ne peut pas connaicirctre toutes les CMI et les concentrations critiques (travail eacutenorme) on utilise en

routine des boicirctes de peacutetri ougrave lrsquoon met des disques chacun impreacutegneacutes drsquoun antibiotique Lrsquoantibiotique va se

deacutecharger sur la geacutelose agrave partir du centre donc plus on srsquoeacuteloigne du centre plus la concentration de lrsquoantibiotique

diminue

Si la bacteacuterie pousse au contact du disque la bacteacuterie est reacutesistante

Si on voit agrave un moment un arrecirct de la culture visible la bacteacuterie est sensible et on retrouve la deacutefinition (la plus

petite concentration qui inhibe toute culture visible) On va alors mesurer le diamegravetre sans culture visible et on va

comparer sur un graphique (donneacute par les fabricants) pour trouver la CMI correspondante Crsquoest une estimation de

la CMI

[C ] ATB mgl

24h agrave 37deg Lecture agrave 24 heures

22 44 88 00

55 11

To

CMI

15

D Mesure preacutecise de la CMI

Dans certaines pathologies (comme la meacuteningite) il faut avoir la CMI preacutecise On utilise la meacutethode de lrsquoE-test On

utilise des bandelettes qui libegraverent un gradient drsquoantibiotique dans le milieu et on mesure la vrai CMI

Principe de la lecture dun antibiogramme

Culture bacteacuterienne

diffusion [C]= 1d

d (zone dinhibition)

d Estimation de la CMI

64

30

20

10

005 4

16

Principe du Etestreg

E Les critegraveres de choix des antibiotiques

Le choix optimal drsquoun antibiotique deacutepend

- De la sensibiliteacute aux antibiotiques des bacteacuteries responsables de lrsquoinfection

- De la diffusion de lrsquoantibiotique au niveau du site de lrsquoinfection

- Des ATCDs du patient (Insuffisance Reacutenalehellip)

- De la toxiciteacute de lrsquoantibiotique

- De lrsquoEffet eacutecologique

- De lrsquoexpeacuterience du clinicien

- Du coucirct

F Le rocircle du laboratoire

- Faire lrsquoantibiogramme

- Deacuteterminer le type de reacutesistance

- Calculer la CMI

- Calculer la CMB (Concentration minimale bacteacutericide diminution de 4log de la concentration

bacteacuterienne avec lrsquoantibiotique)

- Effectuer le dosage des antibiotiques

- Faire des associations

Bacteacuteriostase Cest quand le nombre de bacteacuteries viables apregraves un temps dincubation donneacute avec un

antibiotique est infeacuterieur au nombre observeacute sur un eacutechantillon sans antibiotique

On a donc un ralentissement voire arrecirct de la

croissance bacteacuterienne quantifiable par la Concentration

Minimale Inhibitrice (CMI en mgL)

CMI Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle il ny a pas de croissance visible de la souche

bacteacuterienne les conditions de culture eacutetant standardiseacutees

(concentration minimale pour laquelle la courbe est plate agrave

droite)

17

Si lantibiotique na quune activiteacute bacteacuteriostatique le systegraveme immunitaire peut prendre en charge

la bacteacuterie affaiblie et finir de combattre linfection en revanche dans certains cas (plutocirct des infections

graves) on a besoin davoir un antibiotique bacteacutericide

Bacteacutericidie Cest quand le nombre de bacteacuteries tueacutees apregraves un

temps dincubation donneacute avec un antibiotique est infeacuterieur a

celui deacutetermineacute au temps T = 0

On a donc un arrecirct de la croissance avec

mortaliteacute quantifiable par la Concentration Minimale

Bacteacutericide (oui CMB en mgL)

CMB Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle leffet bacteacutericide souhaiteacute est de 9999 les

conditions de culture eacutetant standardiseacutees

Il y a des antibiotiques dont laction deacutepend de la

concentration et dautres dont laction deacutepend du temps (en

geacuteneacuteral leur action est plus lente que les antibiotiques

concentration-deacutependants)

- V Surveillance dun traitement ATB

- a) Surveillance clinique

- -efficaciteacute du traitement -reacutegression de la fiegravevre des signes geacuteneacuteraux et focaux

- -toleacuterance du traitement -recherche deffets secondaires des antibiotiques +++

- (allergie freacutequente avec les Beacuteta-lactamines)

- -arrecirct imeacutediat de la perfusion -gtpreacutevenir durgence un meacutedecin

- b) Surveillance bacteacuteriologique

- Antibiogramme appreacutecie la bacteacuteriostase +++

- -mesure du diamegravetre dinhibition de lATB lt--gt CMI de lATB

- Etude de lefficaciteacute des associations dantibiotiques in vitro pour seacutelection de couples dantibiotiques les +

efficaces sur la bacteacuterie viseacutee par lantibiotheacuterapie

- Attention association synergique+++-

- association indiffeacuterente

- association antagoniste

- association additive

- -Dosages seacuteriques des antibiotiques effectueacutes agrave des horaires preacutecis +++ (pic et taux reacutesiduel=valleacutee)

indiqueacutes dans linsuffisance heacutepatique et reacutenale

- -+ controcircle de lefficaciteacute et de la non toxiciteacute du traitement (risque reacutenal pour aminosides et

vancomycine risque auditif pour les aminosides)

- Seacuterie dheacutemocultures sur reacutesines (capteuses drsquoantibiotiques) apregraves 48 h de traitement dans les infections

graves (en particulier endocardites infectieuses)

- -agrave preacutelever avant une nouvelle injection dantibiotique si heacutemocultures positives --gt nouvel antibiogramme

(eacutevolution des reacutesistances du germe impliqueacute dans linfection)

Conclusion

Il y a de nombreux meacutecanismes de reacutesistance

Ces gegravenes de reacutesistance peuvent ecirctre mobilisables et eacutechangeacutes on peut avoir une modulation de lexpression de ces

gegravenes qui peuvent ecirctre plus ou moins transcrits ou une modification par mutation

Ces reacutesistances sont en augmentation du fait de la pression de seacutelection par lutilisation des

antibiotiques sur les flores bacteacuteriennes

18

On a apparition de bacteacuteries multireacutesistantes qui posent un problegraveme en milieu hospitalier

entraicircnant des infections nosocomiales chez des patients affaiblis pour lesquels nous navons plus

dantibiotiques

Il faut reacutealiser un antibiogramme pour savoir quel antibiotique on peut utiliser

Lutilisation des antibiotiques doit ecirctre rationnelle

Il faut surveiller leacutepideacutemiologie des bacteacuteries reacutesistantes aux antibiotiques Il a fallu rechercher des

nouveaux agents antibacteacuteriens ce qui signifie cribler les substances naturelles (pour cela on est repartis

sur des substances naturelles un peu neacutegligeacutees jusque-lagrave) bloquer les meacutecanismes de reacutesistance des

bacteacuteries aux antimicrobiens actuels identifier de nouvelles cibles bacteacuteriennes (possible gracircce agrave lapport

du geacutenome bacteacuterien)

TOP-TEN des bacteacuteries multi-reacutesistantes (BMR)et BHRe Bacteacuteries hautement reacutesistantes eacutemergentes

1) SARM Staphylocoque doreacute (Staphylococcus aureus) reacutesistant agrave la meacutethicilline =gt R toutes B-

lactamines

2) PSDP et PRDP Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) de sensibiliteacute diminueacutee ou reacutesistant agrave la

peacutenicilline =gt I toutes B-lactamines

3) BLSE bacille agrave Gram neacutegatif (enteacuterobacteacuteries le plus souvent) producteurs de B-lactamase agrave spectre

eacutetendu -gt R aux C3G

4) MDR-TB bacille de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) reacutesistant agrave lrsquoisoniazide et agrave la

rifampicine

5) Acinetobacter (A baumannii) reacutesistant agrave lrsquoimipeacutenegraveme

6) Bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) reacutesistant agrave tous les ATB sauf la colimycine

7) GISA Staphylocoque doreacute reacutesistant aux glycopeptides (vancomycine et teicoplanine)

8) EPC eacutentteacuterobacteacuteries productrices de carbapeacuteneacutemases BHRe

9) ERC enteacuterobacteacuteries reacutesistantes agrave la colistine BHRe

10) VRE enteacuterocoque ( faecium) reacutesistant agrave la vancomycine (+teicoplanine) BHRe

Bon Courage

15

D Mesure preacutecise de la CMI

Dans certaines pathologies (comme la meacuteningite) il faut avoir la CMI preacutecise On utilise la meacutethode de lrsquoE-test On

utilise des bandelettes qui libegraverent un gradient drsquoantibiotique dans le milieu et on mesure la vrai CMI

Principe de la lecture dun antibiogramme

Culture bacteacuterienne

diffusion [C]= 1d

d (zone dinhibition)

d Estimation de la CMI

64

30

20

10

005 4

16

Principe du Etestreg

E Les critegraveres de choix des antibiotiques

Le choix optimal drsquoun antibiotique deacutepend

- De la sensibiliteacute aux antibiotiques des bacteacuteries responsables de lrsquoinfection

- De la diffusion de lrsquoantibiotique au niveau du site de lrsquoinfection

- Des ATCDs du patient (Insuffisance Reacutenalehellip)

- De la toxiciteacute de lrsquoantibiotique

- De lrsquoEffet eacutecologique

- De lrsquoexpeacuterience du clinicien

- Du coucirct

F Le rocircle du laboratoire

- Faire lrsquoantibiogramme

- Deacuteterminer le type de reacutesistance

- Calculer la CMI

- Calculer la CMB (Concentration minimale bacteacutericide diminution de 4log de la concentration

bacteacuterienne avec lrsquoantibiotique)

- Effectuer le dosage des antibiotiques

- Faire des associations

Bacteacuteriostase Cest quand le nombre de bacteacuteries viables apregraves un temps dincubation donneacute avec un

antibiotique est infeacuterieur au nombre observeacute sur un eacutechantillon sans antibiotique

On a donc un ralentissement voire arrecirct de la

croissance bacteacuterienne quantifiable par la Concentration

Minimale Inhibitrice (CMI en mgL)

CMI Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle il ny a pas de croissance visible de la souche

bacteacuterienne les conditions de culture eacutetant standardiseacutees

(concentration minimale pour laquelle la courbe est plate agrave

droite)

17

Si lantibiotique na quune activiteacute bacteacuteriostatique le systegraveme immunitaire peut prendre en charge

la bacteacuterie affaiblie et finir de combattre linfection en revanche dans certains cas (plutocirct des infections

graves) on a besoin davoir un antibiotique bacteacutericide

Bacteacutericidie Cest quand le nombre de bacteacuteries tueacutees apregraves un

temps dincubation donneacute avec un antibiotique est infeacuterieur a

celui deacutetermineacute au temps T = 0

On a donc un arrecirct de la croissance avec

mortaliteacute quantifiable par la Concentration Minimale

Bacteacutericide (oui CMB en mgL)

CMB Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle leffet bacteacutericide souhaiteacute est de 9999 les

conditions de culture eacutetant standardiseacutees

Il y a des antibiotiques dont laction deacutepend de la

concentration et dautres dont laction deacutepend du temps (en

geacuteneacuteral leur action est plus lente que les antibiotiques

concentration-deacutependants)

- V Surveillance dun traitement ATB

- a) Surveillance clinique

- -efficaciteacute du traitement -reacutegression de la fiegravevre des signes geacuteneacuteraux et focaux

- -toleacuterance du traitement -recherche deffets secondaires des antibiotiques +++

- (allergie freacutequente avec les Beacuteta-lactamines)

- -arrecirct imeacutediat de la perfusion -gtpreacutevenir durgence un meacutedecin

- b) Surveillance bacteacuteriologique

- Antibiogramme appreacutecie la bacteacuteriostase +++

- -mesure du diamegravetre dinhibition de lATB lt--gt CMI de lATB

- Etude de lefficaciteacute des associations dantibiotiques in vitro pour seacutelection de couples dantibiotiques les +

efficaces sur la bacteacuterie viseacutee par lantibiotheacuterapie

- Attention association synergique+++-

- association indiffeacuterente

- association antagoniste

- association additive

- -Dosages seacuteriques des antibiotiques effectueacutes agrave des horaires preacutecis +++ (pic et taux reacutesiduel=valleacutee)

indiqueacutes dans linsuffisance heacutepatique et reacutenale

- -+ controcircle de lefficaciteacute et de la non toxiciteacute du traitement (risque reacutenal pour aminosides et

vancomycine risque auditif pour les aminosides)

- Seacuterie dheacutemocultures sur reacutesines (capteuses drsquoantibiotiques) apregraves 48 h de traitement dans les infections

graves (en particulier endocardites infectieuses)

- -agrave preacutelever avant une nouvelle injection dantibiotique si heacutemocultures positives --gt nouvel antibiogramme

(eacutevolution des reacutesistances du germe impliqueacute dans linfection)

Conclusion

Il y a de nombreux meacutecanismes de reacutesistance

Ces gegravenes de reacutesistance peuvent ecirctre mobilisables et eacutechangeacutes on peut avoir une modulation de lexpression de ces

gegravenes qui peuvent ecirctre plus ou moins transcrits ou une modification par mutation

Ces reacutesistances sont en augmentation du fait de la pression de seacutelection par lutilisation des

antibiotiques sur les flores bacteacuteriennes

18

On a apparition de bacteacuteries multireacutesistantes qui posent un problegraveme en milieu hospitalier

entraicircnant des infections nosocomiales chez des patients affaiblis pour lesquels nous navons plus

dantibiotiques

Il faut reacutealiser un antibiogramme pour savoir quel antibiotique on peut utiliser

Lutilisation des antibiotiques doit ecirctre rationnelle

Il faut surveiller leacutepideacutemiologie des bacteacuteries reacutesistantes aux antibiotiques Il a fallu rechercher des

nouveaux agents antibacteacuteriens ce qui signifie cribler les substances naturelles (pour cela on est repartis

sur des substances naturelles un peu neacutegligeacutees jusque-lagrave) bloquer les meacutecanismes de reacutesistance des

bacteacuteries aux antimicrobiens actuels identifier de nouvelles cibles bacteacuteriennes (possible gracircce agrave lapport

du geacutenome bacteacuterien)

TOP-TEN des bacteacuteries multi-reacutesistantes (BMR)et BHRe Bacteacuteries hautement reacutesistantes eacutemergentes

1) SARM Staphylocoque doreacute (Staphylococcus aureus) reacutesistant agrave la meacutethicilline =gt R toutes B-

lactamines

2) PSDP et PRDP Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) de sensibiliteacute diminueacutee ou reacutesistant agrave la

peacutenicilline =gt I toutes B-lactamines

3) BLSE bacille agrave Gram neacutegatif (enteacuterobacteacuteries le plus souvent) producteurs de B-lactamase agrave spectre

eacutetendu -gt R aux C3G

4) MDR-TB bacille de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) reacutesistant agrave lrsquoisoniazide et agrave la

rifampicine

5) Acinetobacter (A baumannii) reacutesistant agrave lrsquoimipeacutenegraveme

6) Bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) reacutesistant agrave tous les ATB sauf la colimycine

7) GISA Staphylocoque doreacute reacutesistant aux glycopeptides (vancomycine et teicoplanine)

8) EPC eacutentteacuterobacteacuteries productrices de carbapeacuteneacutemases BHRe

9) ERC enteacuterobacteacuteries reacutesistantes agrave la colistine BHRe

10) VRE enteacuterocoque ( faecium) reacutesistant agrave la vancomycine (+teicoplanine) BHRe

Bon Courage

16

Principe du Etestreg

E Les critegraveres de choix des antibiotiques

Le choix optimal drsquoun antibiotique deacutepend

- De la sensibiliteacute aux antibiotiques des bacteacuteries responsables de lrsquoinfection

- De la diffusion de lrsquoantibiotique au niveau du site de lrsquoinfection

- Des ATCDs du patient (Insuffisance Reacutenalehellip)

- De la toxiciteacute de lrsquoantibiotique

- De lrsquoEffet eacutecologique

- De lrsquoexpeacuterience du clinicien

- Du coucirct

F Le rocircle du laboratoire

- Faire lrsquoantibiogramme

- Deacuteterminer le type de reacutesistance

- Calculer la CMI

- Calculer la CMB (Concentration minimale bacteacutericide diminution de 4log de la concentration

bacteacuterienne avec lrsquoantibiotique)

- Effectuer le dosage des antibiotiques

- Faire des associations

Bacteacuteriostase Cest quand le nombre de bacteacuteries viables apregraves un temps dincubation donneacute avec un

antibiotique est infeacuterieur au nombre observeacute sur un eacutechantillon sans antibiotique

On a donc un ralentissement voire arrecirct de la

croissance bacteacuterienne quantifiable par la Concentration

Minimale Inhibitrice (CMI en mgL)

CMI Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle il ny a pas de croissance visible de la souche

bacteacuterienne les conditions de culture eacutetant standardiseacutees

(concentration minimale pour laquelle la courbe est plate agrave

droite)

17

Si lantibiotique na quune activiteacute bacteacuteriostatique le systegraveme immunitaire peut prendre en charge

la bacteacuterie affaiblie et finir de combattre linfection en revanche dans certains cas (plutocirct des infections

graves) on a besoin davoir un antibiotique bacteacutericide

Bacteacutericidie Cest quand le nombre de bacteacuteries tueacutees apregraves un

temps dincubation donneacute avec un antibiotique est infeacuterieur a

celui deacutetermineacute au temps T = 0

On a donc un arrecirct de la croissance avec

mortaliteacute quantifiable par la Concentration Minimale

Bacteacutericide (oui CMB en mgL)

CMB Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle leffet bacteacutericide souhaiteacute est de 9999 les

conditions de culture eacutetant standardiseacutees

Il y a des antibiotiques dont laction deacutepend de la

concentration et dautres dont laction deacutepend du temps (en

geacuteneacuteral leur action est plus lente que les antibiotiques

concentration-deacutependants)

- V Surveillance dun traitement ATB

- a) Surveillance clinique

- -efficaciteacute du traitement -reacutegression de la fiegravevre des signes geacuteneacuteraux et focaux

- -toleacuterance du traitement -recherche deffets secondaires des antibiotiques +++

- (allergie freacutequente avec les Beacuteta-lactamines)

- -arrecirct imeacutediat de la perfusion -gtpreacutevenir durgence un meacutedecin

- b) Surveillance bacteacuteriologique

- Antibiogramme appreacutecie la bacteacuteriostase +++

- -mesure du diamegravetre dinhibition de lATB lt--gt CMI de lATB

- Etude de lefficaciteacute des associations dantibiotiques in vitro pour seacutelection de couples dantibiotiques les +

efficaces sur la bacteacuterie viseacutee par lantibiotheacuterapie

- Attention association synergique+++-

- association indiffeacuterente

- association antagoniste

- association additive

- -Dosages seacuteriques des antibiotiques effectueacutes agrave des horaires preacutecis +++ (pic et taux reacutesiduel=valleacutee)

indiqueacutes dans linsuffisance heacutepatique et reacutenale

- -+ controcircle de lefficaciteacute et de la non toxiciteacute du traitement (risque reacutenal pour aminosides et

vancomycine risque auditif pour les aminosides)

- Seacuterie dheacutemocultures sur reacutesines (capteuses drsquoantibiotiques) apregraves 48 h de traitement dans les infections

graves (en particulier endocardites infectieuses)

- -agrave preacutelever avant une nouvelle injection dantibiotique si heacutemocultures positives --gt nouvel antibiogramme

(eacutevolution des reacutesistances du germe impliqueacute dans linfection)

Conclusion

Il y a de nombreux meacutecanismes de reacutesistance

Ces gegravenes de reacutesistance peuvent ecirctre mobilisables et eacutechangeacutes on peut avoir une modulation de lexpression de ces

gegravenes qui peuvent ecirctre plus ou moins transcrits ou une modification par mutation

Ces reacutesistances sont en augmentation du fait de la pression de seacutelection par lutilisation des

antibiotiques sur les flores bacteacuteriennes

18

On a apparition de bacteacuteries multireacutesistantes qui posent un problegraveme en milieu hospitalier

entraicircnant des infections nosocomiales chez des patients affaiblis pour lesquels nous navons plus

dantibiotiques

Il faut reacutealiser un antibiogramme pour savoir quel antibiotique on peut utiliser

Lutilisation des antibiotiques doit ecirctre rationnelle

Il faut surveiller leacutepideacutemiologie des bacteacuteries reacutesistantes aux antibiotiques Il a fallu rechercher des

nouveaux agents antibacteacuteriens ce qui signifie cribler les substances naturelles (pour cela on est repartis

sur des substances naturelles un peu neacutegligeacutees jusque-lagrave) bloquer les meacutecanismes de reacutesistance des

bacteacuteries aux antimicrobiens actuels identifier de nouvelles cibles bacteacuteriennes (possible gracircce agrave lapport

du geacutenome bacteacuterien)

TOP-TEN des bacteacuteries multi-reacutesistantes (BMR)et BHRe Bacteacuteries hautement reacutesistantes eacutemergentes

1) SARM Staphylocoque doreacute (Staphylococcus aureus) reacutesistant agrave la meacutethicilline =gt R toutes B-

lactamines

2) PSDP et PRDP Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) de sensibiliteacute diminueacutee ou reacutesistant agrave la

peacutenicilline =gt I toutes B-lactamines

3) BLSE bacille agrave Gram neacutegatif (enteacuterobacteacuteries le plus souvent) producteurs de B-lactamase agrave spectre

eacutetendu -gt R aux C3G

4) MDR-TB bacille de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) reacutesistant agrave lrsquoisoniazide et agrave la

rifampicine

5) Acinetobacter (A baumannii) reacutesistant agrave lrsquoimipeacutenegraveme

6) Bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) reacutesistant agrave tous les ATB sauf la colimycine

7) GISA Staphylocoque doreacute reacutesistant aux glycopeptides (vancomycine et teicoplanine)

8) EPC eacutentteacuterobacteacuteries productrices de carbapeacuteneacutemases BHRe

9) ERC enteacuterobacteacuteries reacutesistantes agrave la colistine BHRe

10) VRE enteacuterocoque ( faecium) reacutesistant agrave la vancomycine (+teicoplanine) BHRe

Bon Courage

17

Si lantibiotique na quune activiteacute bacteacuteriostatique le systegraveme immunitaire peut prendre en charge

la bacteacuterie affaiblie et finir de combattre linfection en revanche dans certains cas (plutocirct des infections

graves) on a besoin davoir un antibiotique bacteacutericide

Bacteacutericidie Cest quand le nombre de bacteacuteries tueacutees apregraves un

temps dincubation donneacute avec un antibiotique est infeacuterieur a

celui deacutetermineacute au temps T = 0

On a donc un arrecirct de la croissance avec

mortaliteacute quantifiable par la Concentration Minimale

Bacteacutericide (oui CMB en mgL)

CMB Cest la plus faible concentration dantibiotique pour

laquelle leffet bacteacutericide souhaiteacute est de 9999 les

conditions de culture eacutetant standardiseacutees

Il y a des antibiotiques dont laction deacutepend de la

concentration et dautres dont laction deacutepend du temps (en

geacuteneacuteral leur action est plus lente que les antibiotiques

concentration-deacutependants)

- V Surveillance dun traitement ATB

- a) Surveillance clinique

- -efficaciteacute du traitement -reacutegression de la fiegravevre des signes geacuteneacuteraux et focaux

- -toleacuterance du traitement -recherche deffets secondaires des antibiotiques +++

- (allergie freacutequente avec les Beacuteta-lactamines)

- -arrecirct imeacutediat de la perfusion -gtpreacutevenir durgence un meacutedecin

- b) Surveillance bacteacuteriologique

- Antibiogramme appreacutecie la bacteacuteriostase +++

- -mesure du diamegravetre dinhibition de lATB lt--gt CMI de lATB

- Etude de lefficaciteacute des associations dantibiotiques in vitro pour seacutelection de couples dantibiotiques les +

efficaces sur la bacteacuterie viseacutee par lantibiotheacuterapie

- Attention association synergique+++-

- association indiffeacuterente

- association antagoniste

- association additive

- -Dosages seacuteriques des antibiotiques effectueacutes agrave des horaires preacutecis +++ (pic et taux reacutesiduel=valleacutee)

indiqueacutes dans linsuffisance heacutepatique et reacutenale

- -+ controcircle de lefficaciteacute et de la non toxiciteacute du traitement (risque reacutenal pour aminosides et

vancomycine risque auditif pour les aminosides)

- Seacuterie dheacutemocultures sur reacutesines (capteuses drsquoantibiotiques) apregraves 48 h de traitement dans les infections

graves (en particulier endocardites infectieuses)

- -agrave preacutelever avant une nouvelle injection dantibiotique si heacutemocultures positives --gt nouvel antibiogramme

(eacutevolution des reacutesistances du germe impliqueacute dans linfection)

Conclusion

Il y a de nombreux meacutecanismes de reacutesistance

Ces gegravenes de reacutesistance peuvent ecirctre mobilisables et eacutechangeacutes on peut avoir une modulation de lexpression de ces

gegravenes qui peuvent ecirctre plus ou moins transcrits ou une modification par mutation

Ces reacutesistances sont en augmentation du fait de la pression de seacutelection par lutilisation des

antibiotiques sur les flores bacteacuteriennes

18

On a apparition de bacteacuteries multireacutesistantes qui posent un problegraveme en milieu hospitalier

entraicircnant des infections nosocomiales chez des patients affaiblis pour lesquels nous navons plus

dantibiotiques

Il faut reacutealiser un antibiogramme pour savoir quel antibiotique on peut utiliser

Lutilisation des antibiotiques doit ecirctre rationnelle

Il faut surveiller leacutepideacutemiologie des bacteacuteries reacutesistantes aux antibiotiques Il a fallu rechercher des

nouveaux agents antibacteacuteriens ce qui signifie cribler les substances naturelles (pour cela on est repartis

sur des substances naturelles un peu neacutegligeacutees jusque-lagrave) bloquer les meacutecanismes de reacutesistance des

bacteacuteries aux antimicrobiens actuels identifier de nouvelles cibles bacteacuteriennes (possible gracircce agrave lapport

du geacutenome bacteacuterien)

TOP-TEN des bacteacuteries multi-reacutesistantes (BMR)et BHRe Bacteacuteries hautement reacutesistantes eacutemergentes

1) SARM Staphylocoque doreacute (Staphylococcus aureus) reacutesistant agrave la meacutethicilline =gt R toutes B-

lactamines

2) PSDP et PRDP Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) de sensibiliteacute diminueacutee ou reacutesistant agrave la

peacutenicilline =gt I toutes B-lactamines

3) BLSE bacille agrave Gram neacutegatif (enteacuterobacteacuteries le plus souvent) producteurs de B-lactamase agrave spectre

eacutetendu -gt R aux C3G

4) MDR-TB bacille de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) reacutesistant agrave lrsquoisoniazide et agrave la

rifampicine

5) Acinetobacter (A baumannii) reacutesistant agrave lrsquoimipeacutenegraveme

6) Bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) reacutesistant agrave tous les ATB sauf la colimycine

7) GISA Staphylocoque doreacute reacutesistant aux glycopeptides (vancomycine et teicoplanine)

8) EPC eacutentteacuterobacteacuteries productrices de carbapeacuteneacutemases BHRe

9) ERC enteacuterobacteacuteries reacutesistantes agrave la colistine BHRe

10) VRE enteacuterocoque ( faecium) reacutesistant agrave la vancomycine (+teicoplanine) BHRe

Bon Courage

18

On a apparition de bacteacuteries multireacutesistantes qui posent un problegraveme en milieu hospitalier

entraicircnant des infections nosocomiales chez des patients affaiblis pour lesquels nous navons plus

dantibiotiques

Il faut reacutealiser un antibiogramme pour savoir quel antibiotique on peut utiliser

Lutilisation des antibiotiques doit ecirctre rationnelle

Il faut surveiller leacutepideacutemiologie des bacteacuteries reacutesistantes aux antibiotiques Il a fallu rechercher des

nouveaux agents antibacteacuteriens ce qui signifie cribler les substances naturelles (pour cela on est repartis

sur des substances naturelles un peu neacutegligeacutees jusque-lagrave) bloquer les meacutecanismes de reacutesistance des

bacteacuteries aux antimicrobiens actuels identifier de nouvelles cibles bacteacuteriennes (possible gracircce agrave lapport

du geacutenome bacteacuterien)

TOP-TEN des bacteacuteries multi-reacutesistantes (BMR)et BHRe Bacteacuteries hautement reacutesistantes eacutemergentes

1) SARM Staphylocoque doreacute (Staphylococcus aureus) reacutesistant agrave la meacutethicilline =gt R toutes B-

lactamines

2) PSDP et PRDP Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) de sensibiliteacute diminueacutee ou reacutesistant agrave la

peacutenicilline =gt I toutes B-lactamines

3) BLSE bacille agrave Gram neacutegatif (enteacuterobacteacuteries le plus souvent) producteurs de B-lactamase agrave spectre

eacutetendu -gt R aux C3G

4) MDR-TB bacille de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) reacutesistant agrave lrsquoisoniazide et agrave la

rifampicine

5) Acinetobacter (A baumannii) reacutesistant agrave lrsquoimipeacutenegraveme

6) Bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) reacutesistant agrave tous les ATB sauf la colimycine

7) GISA Staphylocoque doreacute reacutesistant aux glycopeptides (vancomycine et teicoplanine)

8) EPC eacutentteacuterobacteacuteries productrices de carbapeacuteneacutemases BHRe

9) ERC enteacuterobacteacuteries reacutesistantes agrave la colistine BHRe

10) VRE enteacuterocoque ( faecium) reacutesistant agrave la vancomycine (+teicoplanine) BHRe

Bon Courage