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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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)
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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)
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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)
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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)
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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
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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
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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
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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
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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)
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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)
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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
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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
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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)
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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
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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
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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)
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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
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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)
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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
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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
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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)
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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)
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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
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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
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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
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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)
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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
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