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Klebsiella pneumoniae
Les Klebsiella sont des bactéries immobiles, en diplobacilles, généralement capsulées (Delarras, 2007) et fermentent de nombreux sucres avec production de gaz, mais elles ne sont pas protéolytiques. Sur milieu gélosé, les colonies sont caractéristiques: elles sont volumineuses, bombées, brillantes et très visqueuses à cause de la capsule (Fauchère, 2002).
Le genre Klebsiella comporte actuellement cinq espèces K. pneumoniae comportant 3 sous espèces: K. pneumoniae sub sp. Pneumoniae, K. pneumoniae sub sp. ozanae et K.pneumoniae sub sp. Rhinoscleromatis ; Klebsiella oxytoca ; Klebsiella ornithinolytica ; Klebsiella terrigena et Klebsiella planticola.
L’espèce type est Klebsiella pneumoniae, germe très répandu dans la nature (sol et eau), saprophyte des voies respiratoires supérieures et il est l’agent des surinfections respiratoires (Lamnaouer, 2002). Klebsiella pneumoniae est un pathogène à fort potentiel épidémique fréquemment impliqué dans des infections sévères. De nombreuses épidémies nosocomiales causées par cette bactérie ont été décrites, notamment chez des patients hospitalisés dans des unités de soins intensifs adultes ou pédiatriques (Carrër et Nordmann, 2009; Boukadida et al., 2002).
Enterobacter cloacae
Les Enterobacter sont des bacilles à Gram négatif généralement mobiles, fermentent ou non le lactose et ils ont une β-galactosidase (Fauchère, 2002).
Différentes espèces constituent ce genre. Certains n’ont jamais été associés à des infections humaines. Les espèces les plus souvent isolés incluent Enterobacter cloacae et Enterobacter aerogenes, suivie par Enterobacter sakazakii. Les espèces du genre Enterobacter, en particulier Enterobacter cloacae et Enterobacter aerogenes, sont des pathogènes responsables d’infections nosocomiales diverses, y compris la bactériémie, les infections des voies respiratoires et urinaires, l’endocardite, les infections intra abdominales et ophtalmiques, l’arthrite septique et les ostéomyélites (Fraser et al, 2010). Enterobacter sakazakii est l’agent d’infections rares mais sévères touchant particulièrement les très jeunes enfants, les personnes âgées et les sujets immunodéprimés. Cette espèce se différencie des autres Enterobacter par son pigment jaune (Leclercq M., 2006).
Escherichia coli
Isolée pour la première fois par Escherich en 1885, Escherichia coli est l’espèce bactérienne qui a été la plus étudiée par les fondamentalistes pour des travaux de physiologie et de génétique (Avril et al, 2000). Elle représente l’espèce type de genre Escherichia. Appelée communément « colibacille » cette espèce possède des caractères biochimiques particuliers permettant de la différencier des espèces voisines.
La production d’indole à partir de tryptophane, l’absence d’utilisation du citrate comme source de carbone et l’absence de production d’acétoïne (réaction de Voges- Proskauer négative) (Joly B. et Reynaud A, 2007). Escherichia coli se retrouve en abondance dans la flore commensale humaine, en particulier dans le tube digestif de l’homme qu’elle colonise dès les premières heures de la naissance. Elle constitue l’espèce dominante de la flore aérobie anaéro-tolérante (Ahoyo et al., 2007;Bonacorsi et al, 2001).
Serratia marcescens
Toutes les Serratia possèdent une gélatinase et une DNAse sauf (S. fonticola) (Denis et al, 2007). D’une manière générale, les espèces de ce genre sont isolées des plantes (légumes, champignons, mousses), du tube digestif des rongeurs (40% des petits mammifères sauvages sont porteurs de Serratia spp.), des insectes, de l’eau et du sol (Euzéby, 2003).
Le genre Serratia comprend maintenant dix espèces (Sekhsokh et al., 2007). La principale espèce pathogène du genre est Serratia marcescens qui provoque habituellement des infections nosocomiales. Toutefois, des souches de S. plymuthica, S. liquefaciens, S. rubidaea et S. odorifera ont causé des infections (Basilio et Anía, 2009).
Les β-lactamines
Généralités
Le mot antibiotique a été proposé en 1941, par Waksman, (découvreur de la streptomycine), pour désigner toute substance produite par un micro-organisme et qui a le pouvoir d’inhiber la croissance d’autres micro-organismes et même de les détruire, cette notion s’étend aux substances semi-synthétiques ou même synthétiques, ayant la même la fonction. (Guillemot et al., 2001) (Patrice Courvalin,2001).
Les pénicillines (Ferres and Nunn, 1983)
La benzylpénicilline (pénicilline G)
La benzylpénicilline a été la première pénicilline utilisée. Elle possède un spectre antibactérien qui couvre les cocci à Gram positif, cocci à Gram négatif ex : Neisseria meningitidis et les bacilles à Gram positif ex : Listeria monocytogenes.
Les isoxazolyl-pénicillines (pénicilline du groupe M)
Possèdent des modifications structurales qui permettent une augmentation de la stabilité à l’hydrolyse par les pénicillinases mais qui entraînent souvent une diminution de l’activité antibactérienne.
Les amino-pénicillines (pénicilline du groupe A)
Possèdent une activité sur les bacilles à Gram négatif ex : Escherichia coli L’ampicilline et l’amoxicilline appartiennent à ce groupe.
L’amoxicilline ne diffère de l’ampicilline que par un groupement hydroxyle qui lui confère une meilleure biodisponibilité par voie orale que l’ampicilline. La pivampicilline fait partie d’un groupe d’ester de l’ampicilline qui libère l’ampicilline suite à l’action des estérases digestives extra- et intracellulaires. Ces prodrogues ont été développées pour améliorer la biodisponibilité de l’ampicilline par voie orale.
Les uréido-pénicillines et les carboxy-pénicillines
Possèdent un spectre élargi à certains bacilles à Gram-négatif, ainsi que sur certaines souches productrices de céphalosporinases. Les amino-pénicillines présentent un spectre limité aux bacilles à Gram négatif.
Les céphalosporines (Allain P, 2008)
Ces β-lactamines sont toutes à large spectre et leur intérêt réside surtout dans leur activité sur les bacilles à Gram négatif.
Les céphalosporines sont traditionnellement divisées en quatre générations sur la base de leur spectre antibactérien, et surtout de leur comportement vis-à-vis des céphalosporinases.
Les céphalosporines de première génération (C1G)
Possèdent un spectre qui couvre les cocci à Gram positif ainsi certaines bactéries à Gram négatif ex : Klebsiella pneumoniae/oxytoca mais elles sont résistantes à Enterobacter aerogenes/cloacae. Ce sont les moins stables vis-à-vis de l’hydrolyse par les β-lactamases, Ex : Céfalotine, Céfazoline.
Les céphalosporines de deuxième génération (C2G)
Possèdent une bonne activité contre les bactéries à Gram négatif. Elles sont stables à l’hydrolyse par les β-lactamases d’origine plasmidique (non BLSE), mais pas à l’hydrolyse par les céphalosporinases d’origine chromosomique AmpC. Ex : céfoxitine, céfamandole, céfotétane, céfuroxime.
Les céphalosporines de troisième génération (C3G)
Possèdent une couverture plus large contre les bactéries à Gram négatif. De plus, leur stabilité en présence de β-lactamase d’origine chromosomique AmpC est nettement supérieure à celles des céphalosporines de première et deuxième générations. Ex : céfotaxime, céfopérazone, ceftazidime, ceftriaxone, céfixime.
Les céphalosporines de quatrième génération (C4G)
Ces molécules sont particulièrement efficaces vis-à-vis des bacilles à Gram négatif possèdent une stabilité accrue contre certains types de β-lactamases et ont la propriété de résister à l’hydrolyse des céphalosporinases hyperproduites grâce à une double caractéristique. Elles possèdent une très faible affinité pour ces céphalosporinases ainsi qu’une bonne affinité pour les protéines liant les pénicillines (PLP). Ainsi, elles agissent avant que les enzymes bactériennes n’aient eu le temps de les dégrader (Bryskier, 1984).
Même si les céphalosporines de quatrième génération sont plus stables à l’hydrolyse par les β-lactamases à spectre étendu, elles demeurent néanmoins hydrolysées par les plus efficaces d’entre elles. Ex. Céfépime, Cefpirome.
Les carbapénèmes
Sont des β-lactamines possédant un très large spectre anti-bactérien doublé d’une grande stabilité envers la quasi-totalité des β-lactamases. Pour cette raison, ils font partie des antibiotiques utilisés en première ligne au cours du traitement probabiliste des infections pathogènes. Le plus ancien carbapénème est : L’imipenème, substance dérivée d’un composé produit par la bactérie Streptomyces cattleya.
Le méropénème, apparu environ dix ans plus tard, est largement utilisé en Europe et en Amérique du Nord. Le début des années 2000 a vu l’apparition de nouvelles carbapénèmes :
L’értapénème et le doripénème.
Les Monobactames (Jean-Louis Pourriat, 2005)
Cette classe de β-lactamines ne contient qu’un seul agent antibiotique : L’aztréoname, son spectre couvre uniquement les bacilles à Gram négatif, y compris Pseudomonas aeruginosa.
Les inhibiteurs de β-lactamases (acide clavulanique, tazobactame, sulbactame)
Les inhibiteurs des β-lactamases ont été développés afin de neutraliser la production bactérienne de β-lactamases.
Les inhibiteurs des β-lactamases possèdent une activité antibiotique généralement faible. Ce sont des substrats-suicide qui se lient de manière irréversible à la β-lactamase, empêchant l’action de celle-ci sur les β-lactamines. Ceci explique pourquoi les inhibiteurs des β-lactamases, en particulier l’acide clavulanique et le tazobactame, ne sont généralement pas utilisés seuls, mais en association avec un antibiotique comme l’amoxicilline, la ticarcilline ou la pipéracilline. Le sulbactame possède, en plus de son effet inhibiteur irréversible sur les β-lactamases, une activité antibiotique intrinsèque sur quelques espèces bactériennes comme Acinetobacter baumannii. Malgré leur intérêt en pratique médicale, les inhibiteurs des β-lactamases ne permettent pas d’inactiver l’ensemble des β-lactamases produites par les bactéries.
La Résistance bactérienne (Yvon Michel-Briand, 2009)
La résistance bactérienne se définit comme la capacité de continuer à croitre ou à survivre en présence de l’antibiotique. Les conditions d’activité d’un antibiotique sont de posséder une cible spécifique, de demeurer sous forme active, d’accéder à la cible et d’interagir efficacement avec elle en la désactivant. Il existe de nombreux mécanismes aboutissant à l’expression de la résistance et suivant son caractère inné ou acquis : la résistance naturelle et la résistance acquise.
La résistance naturelle est programmée sur le génome et constante à l’intérieur du taxon ; elle constitue un critère d’identification stable d’une espèce. Les résistances acquises sont quant à elles consécutives à des modifications de l’équipement génétique.
Resistance naturelle
La résistance naturelle ou intrinsèque à un antibiotique est essentiellement due à la présence de gènes chromosomiques ; elle est donc commune à toutes les bactéries d’une même espèce. Elle peut être due à des particularités structurales s’opposant à l’action de l’antibiotique sur sa cible comme la présence d’une membrane externe chez les bactéries à Gram négatif les rendant naturellement résistantes aux antibiotiques de poids moléculaire élevé comme les glycopeptides. Elle peut être aussi due à des particularités métaboliques spécifiques : le bacille de la tuberculose par exemple n’est sensible qu’à un nombre restreint d’antibiotiques en raison de son métabolisme original. La résistance naturelle peut enfin être médiée par l’expression constitutive ou induite d’une enzyme d’inactivation ou par la mise en œuvre d’un processus d’échappement vis a vis de l’antibiotique.
Dans tous les cas, la résistance naturelle fait partie des caractères normaux de l’espèce ; elle détermine le niveau de sensibilité « basal » des bactéries et définit le phénotype sauvage d’une espèce. C’est la résistance de classe. Elle est constitutive et touche toute une famille d’antibiotiques.
Resistance acquise (Yvon Michel-Briand, 2012)
Ce terme est utilisé pour désigner le résultat d’un processus permettant à des bactéries d’une espèce originellement sensible de devenir résistante à un ou plusieurs antibiotiques. L’acquisition de ces résistances est déterminée par des modifications génétiques consécutives à des mutations ponctuelles ou à l’acquisition « de novo » de gènes de résistance exogènes. La capacité de multiplication très rapide des bactéries favorise la sélection d’évènements génétiques favorables et la possibilité d’échange d’information même entre espèces lointaines leur conférant un très grand pouvoir d’adaptation aux contraintes du milieu. L’évolution des mécanismes de résistance aux antibiotiques, et notamment aux β-lactamines illustre parfaitement ce phénomène.(Weiler and Corti, 2014).
Supports génétiques de la résistance (EARS-Net, 2011).
L’intérêt suscité par les enjeux liés à la résistance aux antibiotiques a mené de plus en plus de chercheurs à travailler sur le sujet, aboutissant à la découverte de nombreux mécanismes d’adaptation bactérienne. Parmi les modalités d’acquisition de la résistance aux antibiotiques, le transfert horizontal de gènes est un élément-clé. Ce type de transfert a probablement lieu dans tous les écosystèmes terrestres colonisés par les bactéries(Gallardo et al., 2003). Ainsi ces transferts ont été mis en évidence dans de nombreux écosystèmes, tels les sols, les rivières, les environnements marins, mais aussi les tubes digestifs d’insectes ou de mammifère. Différents éléments génétiques sont impliqués dans ce transfert de gènes (Coutinho et al., 2014).
Resistance naturelle
Le chromosome bactérien est porteur des informations génétiques nécessaires à l’existence même de la bactérie et contient aussi les gènes responsables de sa résistance naturelle intrinsèque (liée à sa structure ou à son métabolisme). Les gènes de résistance codant pour des enzymes d’inactivation ou des systèmes d’échappement s’expriment de façon constitutive lorsqu’ils sont portés par le chromosome conférant les caractères de résistance naturelle de la bactérie. (Aboumarzouk, 2014).
Resistance acquise
La résistance chromosomique acquise résulte d’une mutation. La fréquence de ces mutations est faible et variable (10-6 à 10-9) mais la mutation est stable et transmissible à la descendance. La résistance apparaît dans ce cas au hasard et n’est donc pas influencée par l’antibiotique qui ne fait que la révéler. La mutation du gène peut entrainer l’apparition d’une protéine particulière ou d’une variabilité structurelle responsable de la résistance ; elle peut aussi entrainer la disparition ou la modification d’une protéine structurale ou enzymatique normale. En absence d’antibiotiques dans le milieu exerçant une pression de sélection, la plupart des mutants naturels vont disparaître (Saravanan and Raveendaran, 2013).
Les éléments génétiques mobiles
La résistance aux antibiotiques acquise par les bactéries est principalement due à la présence de trois types d’éléments extra-chromosomiques portant des gènes de résistance : les plasmides, les transposons et des cassettes de résistances inserées sur un intégrons (Bennett, 2008) ;(Martinez, 2009) ;(Walsh, 2006).
Les plasmides (Snyder et al, 2013)
Les plasmides bactériens revêtent une importance toute particulière dans l’étude des phénomènes de résistance car ils constituent à la fois un vecteur de premier plan pour la dissémination des résistances et un immense réservoir génétique. (Arlet G, 2006).
Séquences d’insertion et transposons (Prescott et al, 2003)
Les séquences d’insertion, aussi appelées éléments IS, sont de courtes séquences d’ADN (0,2 à 6 kpb) qui portent uniquement le gène codant pour la protéine responsable de la transposition, la transposase, et les sites reconnus par cette enzyme. Ces sites sont des séquences inversées répétées situées à chaque extrémité de la séquence d’insertion. Généralement d’une taille de 15 à 25 pb, elles varient de manière à ce que chaque type d’IS ait des séquences inversées répétées caractéristiques.
Contrairement à d’autres mécanismes qui réorganisent l’ADN, la transposition de ces éléments génétiques ne requiert pas de régions d’homologie étendues pour que la recombinaison puisse s’effectuer. Ces éléments transposables jouent un rôle très important dans l’évolution des bactéries puisqu’ils sont à l’origine de multiples réarrangements de leur génome. Les transposons (2-20 kpb) sont composés de séquences d’ADN qui fonctionnent comme des sites de recombinaison et de gènes codants pour des protéines qui participent à la réaction de recombinaison. Les sites de recombinaison sont situés aux deux extrémités du transposon et organisés en séquences inversées répétées. La taille de ces répétitions inversées terminales varie entre 25 et quelques centaines de paires de bases. Les sites de recombinaison ne sont pas des répétitions exactes et portent les séquences de reconnaissance des transposases.
Les intégrons
Les intégrons, plus récemment décrits vers la fin des années 80, jouent un rôle majeur dans l’acquisition et l’expression de gènes de résistance aux antibiotiques, notamment chez les bactéries à coloration de Gram négative. Aujourd’hui, alors que l’implication des intégrons dans l’adaptation bactérienne au-delà de la résistance aux antibiotiques est avérée, le rôle d’une partie de ces intégrons, parfois nommés intégrons de résistance (IR), est majeur dans la dissémination de la résistance aux antibiotiques et notamment chez des souches d’intérêt clinique (Naas et al., 2001) ;(Cambray et al., 2010).
Mécanismes de la résistance (Yvon Michel-Briand, 2012)
Le phénomène de résistance bactérienne aux antibiotiques est apparu rapidement après leur introduction en thérapeutique avec comme conséquence une diminution d’activité voire une inefficacité totale des molécules habituellement actives. Aujourd’hui le risque d’échec thérapeutique, la variété des résistances, la vitesse de leur évolution ainsi que leur capacité de dissémination sont des paramètres majeurs à prendre en compte dans la lutte contre ce phénomène. Trois mécanismes essentiels président aux «stratégies de la résistance bactérienne ». Tous permettent à la bactérie de se soustraire à l’action de l’antibiotique présent dans le milieu et peuvent s’observer séparément ou de manière concomitante. Ce sont les stratégies de « désarmement, de blindage ou d’échappement », terminologie imagée parfois retrouvé dans la littérature. Les deux premiers mécanismes tendent à diminuer l’efficacité de la molécule en minimisant sa concentration aux abords directs de la bactérie ou dans l’espace péri plasmique. Cet objectif est rempli aussi bien par la destruction de la molécule que par la modification de structures particulières (porines) aboutissant à minimiser la pénétration de l’antibiotique ou même à le rejeter (pompes d’efflux actif). (Ares et al., 2014).
Désarmement
Le désarmement consiste en la destruction de la molécule ou en son inactivation supprimant ainsi l’interaction avec sa cible. C’est l’expression d’enzymes spécifiques d’un antibiotique ou d’une famille d’antibiotiques qui permet leur destruction ou leur modification. Ce mode de résistance est très répandu dans le monde bactérien et touche essentiellement deux familles d’antibiotiques majeures qui sont les lactamines (lactamases) et les aminosides.
Blindage
Le blindage permet de soustraire la cible de l’antibiotique à son action sans détruire la molécule mais en diminuant sa concentration aux abords direct de la cible. Deux mécanismes principaux permettent d’atteindre ce but.
La diminution de perméabilité
L’imperméabilisation est un phénomène observé chez les bactéries à coloration de Gram négative. La structure même de leur paroi et plus particulièrement la présence d’éléments dédiés à la pénétration de molécules exogènes est à l’origine de ce type de résistance. La perméabilité membranaire intervient dans le contrôle de la concentration de différentes classes d’antibiotiques comme les β-lactamines ou les quinolones via l’expression des porines ou des transporteurs-pompes (Nikaido, H., 1996) ; (Hancock, 1997).
Les structures en cause sont les porines (Omp ou Opr) qui sont des canaux aqueux ou hydrophiles constitués de trois molécules de protéines qui laissent diffuser diverses molécules de faible masse moléculaire comme des substrats ou encore des antibiotiques (Figure 3). Le dysfonctionnement ou la perte de l’une d’entre elles peut entrainer une augmentation de CMI d’un facteur 4 à 8 de divers antibiotiques comme ß-lactamines, acide nalidixique (NA), triméthoprime (TMP), fosfomycine, tétracycline (TE). La régulation rapide de l’expression de la porine d’E. aerogenes a été montrée chez un patient traité par l’imipénème. La prise de cet antibiotique s’accompagne de la disparition de la porine associée à la résistance de la souche aux β-lactamines, alors que l’arrêt du traitement entraîne sa réapparition chez la bactérie, redevenue sensible (Bornet et al., 2000). Dans plusieurs bactéries, la disparition des porines fait intervenir l’opéron mar, qui, via le petit ARN anti sens micF, déstabilise l’ARNm de la porine et ce, conjointement à l’expression des pompes d’efflux (Alekshun and Levy, 1999) ;(Delihas and Forst, 2001). Le système d’osmorégulation à deux composants ompR- envZ, qui règle l’expression de OmpC-OmpF chez E. coli, pourrait également jouer un rôle dans des isolats résistants (figure 2).
Classification des β -lactamases
Au vu du nombre élevé de β –lactamases et de la diversité de ces enzymes, plusieurs classifications ont été proposées. Deux d’entre elles sont actuellement utilisées : la classification structurale proposée par Ambler et la classification fonctionnelle de Bush quant aux autres classifications, elles ne sont pas couramment utilisées (Ghafourian et al., 2014).
La classification de Ambler
En 1980, Ambler a proposé une classification basée sur la structure primaire des β – lactamases, selon cette classification, il existe quatre catégories définies selon leur spectre enzymatique (Ambler et al., 1991).
Les classes A, C et D sont composées d’enzymes à sérine active et se différencient les unes des autres par les séquences des éléments conservés du site actif. Les enzymes de classes B (ou métallo-enzymes, métallo-β-lactamases) se caractérisent par l’absence de site sérine active et la présence d’un ou deux atomes de zinc au niveau du site actif.
1- la classe A : (pénicillinases de type sérine protéases, inhibées par l’acide clavulanique et le tazobactam), comme les principales CTX-M BLSE, les nouvelles carbapénémases KPC
2- la classe B : (métalloenzymes, dont le site actif contient au moins un ion zinc, résistantes à l’acide clavulanique mais inhibées par l’EDTA), comme certaines carbapénémases ;
3- la classe C : (céphalosporinases insensibles à l’acide clavulanique mais inhibées par la cloxacilline), comme les céphalosporinases de type AmpC
4- la classe D : (oxacillinases hydrolysant la cloxacilline et peu inhibées par l’acide clavulanique), constituant une famille extrêmement composite en termes de spectre d’hydrolyse
Bien qu’elle ne reflète pas bien la réelle diversité génétique et phénotypique des β-lactamases, cette classification a l’avantage d’être simple et stable dans le temps.
La classification fonctionnelle de Bush et Jacoby
La classification fonctionnelle des β -lactamases a été élaborée en 1989 et réactualisée à deux reprises, en 1995 et 2010 (Bush et al., 1995) ; (Bush and Jacoby, 2010) Cette classification permet de classer les enzymes en 15groupes sur la base de leur profil de substrat et de leur sensibilité à l’action inhibitrice du clavulanate, du tazobactam et de l’EDTA.
Les groupes 1 et 1e regroupent les enzymes de la classe C de Ambler, (ou céphalosporinases codées par les gènes ampC), qui ne sont pas inhibées par l’acide clavulanique. Les enzymes qui appartiennent au groupe 1e dérivent le plus souvent des céphalosporinases chromosomiques par mutations ponctuelles et possèdent un profil de substrat étendu aux céphalosporines de 3ème génération.
Les groupes 2a, 2b, 2be, 2br, 2ber, 2c, 2e et 2f rassemblent les enzymes à sérine active de la classe A de Ambler et témoignent de la diversité phénotypique retrouvée au sein de cette classe :
• le groupe 2a comprend les pénicillinases à spectre étroit qui sont inhibées par l’acide clavulanique et qui sont principalement décrites chez les bactéries à Gram positif.
• le groupe 2b est constitué des β-lactamases à large spectre qui sont inhibées par l’acide clavulanique.
• le groupe 2be regroupe les β-lactamases à spectre étendu (BLSE) qui sont inhibées par l’acide clavulanique.
• le groupe 2br comprend les β-lactamases à large spectre qui résistent à l’action des inhibiteurs comme l’acide clavulanique et le tazobactame. Ces enzymes peuvent dériver des pénicillinases de type TEM (elles sont alors nommées TRI, TEM résistantes aux inhibiteurs) ou de type SHV.
• le groupe 2ber est constitué de variantes BLSE de type TEM, encore appelés CMT (Complexe Mutant TEM) car ils sont peu sensibles à l’action de l’acide clavulanique.
• le groupe 2c est composé des carbénicillinases, enzymes qui hydrolysent efficacement la carbénicilline et la ticarcilline et qui sont inhibées par l’acide clavulanique et le tazobactame.
• le groupe 2e regroupe les céphalosporinases qui sont inhibées par l’acide clavulanique.
• le groupe 2f comprend les carbapénémases qui sont inhibées par l’acide clavulanique les enzymes des groupes 2d, 2de et 2df correspondent aux β-lactamases de la classe D de Ambler qui hydrolysent efficacement les pénicillines M (oxacilline, cloxacilline) et qui sont communément appelées oxacillinases (ou OXA).
• Le groupe 2d comprend les β-lactamases hydrolysant la cloxacilline (oxacillinases).
• Le groupe 2de est constitué de BLSE de type OXA dont le profil de substrats est étendu aux céphalosporines de 3ème génération, à l’aztréoname et parfois aux céphalosporines de 4ème génération.
• Le groupe 2df regroupe les oxacillinases ayant une activité sur les carbapénèmes.
Les enzymes des groupes 3a et 3b correspondent aux métallo-β-lactamases (classe B de Ambler), enzymes qui hydrolysent les carbapénèmes, qui résistent à l’action de l’acide clavulanique et du tazobactame mais qui sont inhibées par l’EDTA.
Contrairement aux enzymes du groupe 3b, les β-lactamases du groupe 3a ont un profil de substrat large qui ne se limite pas aux carbapénèmes, mais inclut toutes les β-lactamines, à l’exception des monobactames.
La classification proposée par Bush et Jacoby rend donc compte de la diversité fonctionnelle des β-lactamases, y compris au sein d’une même famille d’enzyme. Ainsi, la survenue de mutations ponctuelles sur le gène bla TEM a conduit à la formation de nombreuses variantes protéiques qui sont classés dans quatre groupes fonctionnels différents (2b, 2be, 2br et 2ber).(Jacoby, 2009) ,(Gupta et al., 2012).
Classification de Richmond-Sykes
Basée sur les propriétés fonctionnelles de l’enzyme définies par son substrat préférentiel (Ingram et al., 1973). Grâce aux banques de données qui donnent accès aux séquences protéiques déduites des séquences nucléotidiques, il est désormais possible de relier ces trois classifications. Les comparaisons de ces séquences peptidiques ont également montré l’existence de motifs ou éléments (séquences courtes en acides aminé) souvent conservés ou partiellement dégénérés, communes ou propres à chaque classe de β-lactamases A, C et D (Vanhove et al., 1995) (Matagne et al., 1998).
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Table des matières
Lise des abréviations
INTRODUCTION
PARTIE 1 :REVUE DE LA LITTERATURE
Chapitre 1 :l’infection bactérienne (Bryce et al;2005)
1. Comment apprécier la sévérité du sepsis? (Caille et al, 2004; Burn Buisson, 2000)
2. Bases théoriques des scores de gravité
3. Objectifs des scores de gravité
4. Recherche d’exactitude
1. Introduction
2.1. Rappels cliniques
2.2. Hémoculture
2.2.1. Définition
2.2.2.1. Faible densité bactérienne
2.2.2.2. Vitalité bactérienne
2.2.2.3. Milieux d’hémoculture
2.2.4.1. Détection manuelle
2.2.5.1. Cocci à Gram Positif :
2.2.5.2. Cocci à Gram négatif :
2.2.5.3. Bacilles à Gram Négatif
1. Généralités sur les Entérobactéries
1.1. Klebsiella pneumoniae
1.2. Enterobacter cloacae
1.3. Escherichia coli
1.4. Serratia marcescens
Chapitre 3 : Les β-lactamines
1. Définition
1.1. Les pénicillines (Ferres and Nunn, 1983)
1.2. Les céphalosporines (Allain P, 2008)
1.3. Les carbapénèmes
1.4. Les Monobactames (Jean-Louis Pourriat, 2005)
1.5. Les inhibiteurs de β-lactamases (acide clavulanique, tazobactame, sulbactame)
Chapitre 4 : La résistance bactérienne (Yvon Michel-Briand, 2009)
1. Resistance naturelle
2. Resistance acquise (Yvon Michel-Briand, 2012)
3. Supports génétiques de la résistance (EARS-Net, 2011).
3.1. Le chromosome (Steven et al, 2013)
3.1.1. Resistance naturelle
3.1.2. Resistance acquise
3.2. Les éléments génétiques mobiles
3.2.1. Les plasmides (Snyder et al, 2013)
3.2.2. Séquences d’insertion et transposons (Prescott et al, 2003)
3.2.3. Les intégrons
4. Mécanismes de la résistance (Yvon Michel-Briand, 2012)
4.1. Désarmement
4.2. Blindage
4.2.1. La diminution de perméabilité
4.2.2. Efflux actif (Quale et al., 2006)
4.3. Camouflage
4.4. L’induction de résistance (Yvon Michel-Briand, 2009)
5. Le cas des β-lactamines
5.1. Modification des protéines de liaison a la pénicilline (PLP)
5.2. Systèmes d’efflux actif
Chapitre 5 : Les β-lactamases
1. Historiques sur les β-lactamases
2. Production de β-lactamases
2.1. Classification des β -lactamases
2.1.1. La classification de Ambler
2.1.2. La classification fonctionnelle de Bush et Jacoby
2.1.3. Classification de Richmond-Sykes
3. Réaction enzymatique
4. Structure protéique des β-lactamases à sérine active
5. Les β-lactamases à Spéctre Elargi (BLSE)
5.1. Détection des BLSE par les Techniques microbiologiques
5.1.1. Test de double synergie (Jarlier et al., 1988)
5.1.2. Interprétation de la faible diminution de la sensibilité
5.1.3. Test de trois dimensions (Thomson and Sanders, 1992)
5.1.4. L’utilisation du disque de cefpodoxine (30 ug)
5.1.5. L’utilisation des disques de ceftazidim de 5ug
5.1.6. l’utilisation de la méthode des disques (CLSI 2010)
5.1.7. Les bandelttes E-test
5.1.8. Le test de Vitek
5.2. Techniques moléculaires
5.3. Classification phylogénétique des BLSE
5.4. Diversité des types de BLSE
5.4.1. Les BLSE de type TEM et SHV
5.4.2. Les BLSE de type CTX-M
5.4.2.1. Spectre d’activité et classification des BLSE de type CTX-M
5.4.2.2. Distribution géographique des BLSE de type CTX-M
5.4.2.3. Support génétique et origine des BLSE de type CTX-M
5.5. Epidémiologie des BLSE
6. Les carbapénémases
Chapitre 6 : Infections causées par les BLSE
1. Définition des syndromes septiques
2. Epidémiologie des syndromes septiques
2.1. Incidence
2.2. Mortalité et morbidité
2.3. Facteurs de risque
2.3.1. Age
2.3.2. Sexe
2.3.3. Etiologie
2.4. Diagnostic des syndromes septiques
PARTIE 2 : MATERIEL ET METHODES
1. Préambule et objectifs
2. Catégorie des patients (Michel VAUBOURDOLLE, 2007)
3. Techniques de prélèvement (Michel VAUBOURDOLLE, 2007)
4. Acheminement au laboratoire (BARRAUK et al, 2004).
4.1. Suivi des flacons d’hémoculture (SNYDER JW et al, 2001)
5. Méthodes d’analyses
5.1. Ensemencement par la méthode de râteau
5.2. Recherche des entérobactéries
5.2.1. Coloration de Gram
5.2.2. Identification biochimique
5.2.2.1. Identification par galerie biochimique API 20E
5.2.3. Identification par spectrométrie de masse ( MALDI=Matrix- Assisted Laser Desorption/ Ionisation (Seng et al., 2009)
5.3. Technique de l’antibiogramme par la méthode de diffusion en milieu solide
5.3.1. Préparation de l’inoculum
5.3.2. Lecture des boîtes après incubation
5.4. Détermination de la CMI en milieu solide (CASFM, 2010)
5.4.1. Principe
5.4.2. Technique
5.5. La détection phénotypique des BLSE
5.5.1. Test de Synergie
5.5.2. Test à la cloxacilline (De Champs et al., 2002) , (Naas, 2003)
5.5.2.1. Principe
5.5.2.2. Technique
5.5.2.3. Lecture
5.5.3. Test du double disque (test espagnol)
5.6. Recherche moléculaire des BLSE
5.6.1. Polymérase Chaine Réaction (PCR standard)
5.6.1.1. Extraction de l’ADN
5.6.1.2. Protocole d’une PCR standard
5.6.2. Electrophorèse sur gel d’agarose
5.6.2.1. Protocole de préparation du gel d’agarose
5.6.2.2. Electrophorèse des produits d’amplification
5.6.2.3. Révélation des bandes d’ADN aux rayons UV
5.6.3.1. Purification
5.6.3.2. PCR Big Dye
5.6.3.3. Purification par gel séphadex
5.6.3.4. Méthode du séquençage
5.6.3.4.1. Analyse des séquences
PARTIE 3 : RESULTATS ET DISCUSSION
1. Identification et origine des souches
1.1. Répartition des souches selon l’âge
1.1.1. Cas de Klebsiella pneumoniae, d’Enterobacter cloacae, Escherichia coli et Serratia marcescens
1.2. Répartition des souches selon le sexe
1.2.1. Cas de Klebsiella pneumoniae
1.2.2. Cas d’Enterobacter cloacae, Escherichia coli et Serratia marcescens
1.3. Répartition des souches selon la mortalité
1.3.1. Cas de Klebsiella pneumoniae
1.3.2. Cas d’Enterobacter cloacae, Escherichia coli et Serratia marcescens
1.4. Répartition des souches selon les pathologies causales
1.4.1. Cas de Klebsiella pneumoniae
1.4.2. Cas de d’Enterobacter cloacae, Escherichia coli et Serratia marcescens
2. Sensibilité des souches aux antibiotiques
2.1. Cas de Klebsiella pneumoniae
2.2. Cas d’Enterobacter cloacae
2.3. Cas d’Escherichia coli
2.4. Cas de Serratia marcescens
3. Phénotype de résistance
3.1. Production de BLSE chez Klebsiella pneumoniae
3.2. Production de BLSE chez d’Enterobacter cloacae, Escherichia coli et Serratia marcescens
4. Profil moléculaire des souches isolées
4.1. Cas de Klebsiella pneumoniae
4.2. Cas d’Enterobacter cloacae, Escherichia coli, et Serratia marcescens
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
RESUME
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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