Les mcanismes de rsistance chez les bactries Gram ngatif

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Les mécanismes de résistance chez les bactéries à
Gram négatif

• Jacques Croizé
• MCU-PH
• UFR Médecine - CHU - Grenoble
• DU Antibiologie 17 janvier 2007

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Structure dune bactérie
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Mode daction des antibiotiques
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Mécanismes de résistance
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Résistance naturelle
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Mécanismes biochimiques de résistance

• Inactivation ou modification de lantibiotique (B
  lactamines et aminosides)
• Altération de la cible (macrolides)
• Accumulation diminuée
• Diminution de la perméabilité
• Efflux augmenté
• Souvent mécanismes complexes , mixtes

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Mécanismes génétiques de résistance

• Survenue de mutations dans le génome bactérien,
  soit dans le chromosome (transmission verticale)
  soit dans les éléments mobiles (plasmide ou
  transposon) (transmission verticale ou
  horizontale)
• Acquisition dADN étranger provenant dautres
  bactéries (tranposon, plasmide, intégron)

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Les b lactamases
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Les Béta-lactamases

• Emergence continuelle de nouvelles enzymes chez
  entérobactéries, P. aeruginosa et Acinetobacter
• Méthodes danalyse génétique avec lamplification
  génique et le séquençage ont augmenté le nombre
  rendant le phénomène complexe
• Depuis 1960-70, quatre classes (Ambler)
• A,C,D sont des enzymes à sérine active
• B sont des métallo-béta-lactamases (MBL) dont
  lactivité à besoin de Zn pour sexprimer

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Les Béta-lactamases

• Classe A touche péni A puis C3G
• 23 chromosomiques (départ TEM)
• Plus de 120 dérivés des TEM et 50 dérivées de SHV
  plasmidiques dont les BLSE comprenant les
  céfotaximases (CTX-M) lamplification génique et
  le séquençage ont augmenté le nombre
• Classe B touche C3G et imipénème (aztréonam
  sensible)
• MBL chromosomiques chez les BGN oxydatifs
• MBL plasmidiques chez Pyo (VIM), Acinetobacter

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Les Béta-lactamases

• Classe C (C1G puis autres)
• Enzymes naturelles (Case ou AmpC)
• Hyperproduction (BLSE et Case) résistances aux
   C4G 
• Case plasmidique C3G touchées mais pas les C4G
• Classe D pénicillinase peu sensible aux
  inhibiteurs
• Oxacillinase Surtout chez pseudomonas puis
  entérobactéries

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Résistance plasmidique aux fluoroquinolones

• Jusquen 1994, seule résistance par mutation
  sur ADN gyrase, Topoisomérase IV, génes de
  régulation des systèmes dinflux (porines) ou de
  defflux
• En 1994, description du gène qnr chez K.
  pneumoniae, transférable, sur des plasmides ou
  des intégrons associées souvent à des BLSE ou des
  cases plasmidiques
• Niveau de résistance bas Nal 32, oflo 1, cipro
  0,25
• Fréquence faible en France (étude multicentrique
  22 souches (22/487 BLSE) alors aucune souche
  sur les 690 R aux quinolones mais BLSE -

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Mécanismes defflux actif et résistance par
efflux actif
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Système defflux

• Définition ce sont des mécanismes de transport
  membranaire universellement répandus chez des
  organismes vivants ils ont un rôle clé dans la
  physiologie bactérienne
• Rôle préserver léquilibre physico-chimique du
  milieu intracellulaire en sopposant à
  laccumulation de substances naturelles ou
  synthétiques toxiques transport de substances
  nutritives et export de substances toxiques.
• Différenciation des pompes à efflux par
• Spécificité ou non des molécules exportées
• Structure une à trois protéines
• Type dénergie nécessaire ATP ou force
  proton-motrice
• Mode expression inductible ou constitutif

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Structure des systèmes defflux actif

• Protéine localisée dans lépaisseur de la
  membrane cytoplasmique assurant la
  reconnaissance, le fixation et le transport de
  substrats proches par leur structure
• La pompe comporte 4, 12 ou 14 segments
  peptidiques hydrophobes transmembranaires reliés
  entre eux par des boucles hydrophiles
  extramembranaires. La comparaison des séquences
  en acides aminés à permis de les en cinq grandes
  familles.
• Elles sont des substrats spécifiques ou sont à
  spectre large (multidrug MD)
• Les pompes MD sont conservées et sont codées par
  le chromosome les pompes spécifiques sont codées
  par des plasmides (Tn ou intégron)

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Rôle des systèmes defflux actif dans la
résistance aux antibiotiques ou aux biocides

• Pompe localisée dans la membrane cytoplasmique va
  empêcher lantibiotique ou le biocide datteindre
  sa cible en effectuant son efflux actif hors de
  la bactérie
• Les antibiotiques qui ne pourront atteindre la
  cible intracytoplasmique seront plus touchés que
  ceux agissant sur des cibles à la surface de la
  bactérie (B lactamines, glyco et lipopeptides
  sont moins touchés)

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Les cinq grandes familles des systèmes defflux
actif

• MFS ou MF major facilitator superfamily
• avec 12 ou 14 domaines transmembranaires
• SMR small multidrugresistance
• avec 4 domaines transmembranaires
• MATE multidrug and toxic exclusion

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Les systèmes defflux actif chez les Gram négatif

• Souvent de types RND
• Codés par gènes chromosomiques avec systèmes
  régulateurs complexes permettant ladaptation de
  la bactérie
• Peuvent aussi être codés par
• plasmide ou transposon Tet
• Intégron MFS polyrésistance chez STM DT 104

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Résistance naturelle chez les Gram négatif

• Ensemble de mécanismes de résistance
• Modification ou hydrolyse de lantibiotique
• Faible affinité de lantibiotique sur sa cible
• Imperméabilité ou efflux actif
• La résistance naturelle par efflux est importante
  chez les Gram négatif
• La preuve de la résistance par efflux est apporté
  
• par des expériences dinactivation de gènes
  rendant les bactéries plus sensibles avec des CMI
  2 à 16 fois inférieures aux souches sauvages
• Par lutilisation dinhibiteurs de lénergie
  membranaire réserpine, CCCP

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Résistance acquise chez les Gram négatif

• Acquisition de gènes étrangers tet, cmlA, flo,
  qac
• Modification ou hydrolyse de lantibiotique
• Faible affinité de lantibiotique sur sa cible
• Imperméabilité ou efflux actif
• Surproduction dun système existant, par mutation
• CMI augmentées modérément de 4 à 8 fois
• Exemples E. coli et Gonocoque AcrAB-TolC et
  MtrCDE résistance bas niveau Tét, Macro et CMP
  et sensibilité conservée de FQ et BL
• Exemple Pyo suexpression de MexAB-OprM
  résistance à Tic et Azt et certaines FQ

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Exemples chez certains BGN
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Surveillance de la résistance

• A la fois résultat phénotypique (réponse I ou R)
• Et mécanismes biochimiques ou enzymatiques
• Mécanismes génétiques
• Mécanismes moléculaires

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Entérobactéries
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E. coli CHU Grenoble
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E. coli CHU Grenoble
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BGN résistants C3G

• Résistance naturelle
• Résistance acquise
• Hcase
• BLSE (CTXM ou non)
• Case plasmidique

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C3G hyperproduction Case naturelle
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E. Cloacae HCase
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C freundii Hcase
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E cloacae Hcase 2006 2
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C3G par BLSE
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BLSE au CHU Grenoble
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E. Coli BLSE
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E. Coli BLSE - CTXM
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C3G R par céphalosporinase
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E. Coli résistant céfépime (céphalosporinase
plasmidique ?)
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Acinetobacter baumannii
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Résistance A baumannii

• Résistance naturelle
• Résistance acquise polyrésistance
• Sensibilisation dune souche épidémique porteur
  dune BLSE type VEB-1 par InVS en septembre 2003
  (synergie TIM avec CAZ)

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Acinetobacter baumannii souche sauvage
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Souche  alerte sept 2003   AB avec BLSE VEB-1
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P. aeruginosa
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P. aeruginosa

• Surveillance de la résistance
• Ceftazidime
• Imipénème
• Ciprofloxacine
• Tobramycine

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Détection de MBL carbapénèmase(positif)
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P. aeruginosa muqueux sensible
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Evolution du pourcentage de résistance de P.
aeruginosa
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Evolution du pourcentage de résistance de P.
aeruginosa CHU Grenoble
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Place des BGN dans la surveillance des BMR

• Bactéries soumises aux mesures disolement
  septique
• SARM, EBLSE, A baumannii Pyo CAZR et IMPR
• Autres bactéries selon leur profil de résistance
• S. maltophilia

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