PRINCIPALES FAMILLES D’ANTIBIOTIQUES : mode d’action et spectre d’activité 

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LA TRIBU DES ESCHERICHIAE

Cette tribu comprend cinq genres principaux, à savoir les genres Escherichia, Shigella, Salmonella, Citrobacter et Edwardsiella.
Le genre Kluyvera qui possède les caractères biochimiques de définition de cette tribu y est rattaché [24].

Le genre Escherichia

Ce genre ne comporte qu’une seule espèce E. coli intéressante en bactériologie médicale et qui est l’espèce la plus fréquemment isolée dans le laboratoire de bactériologie.

Le genre Shigella

Ce genre comprend quatre espèces correspondant à 4 séro-groupes A,B,C,D pouvant comporter un ou plusieurs sérotypes : groupe A = S.dysenteriae avec dix sérotypes ; groupe B = S. flexneri avec six sérotypes ; groupe C = S. boydii avec quinze sérotypes et groupe D = S.sonnei avec un seul sérotype.

Le genre Samonella

Il s’agit d’un très vaste groupe bactérien comportant plus de 2000 espèces. Ce genre est divisé en cinq sous-genres, le sous-genre 1 étant celui isolé le plus souvent chez l’homme. Les autres étant retrouvés chez les animaux à sang froid.
Du point de vue médical, il convient de distinguer deux grands groupes chez Salmonelles : les Salmonelles majeures, agents de la fièvre typhoïde et des fièvres paratyphoïdes (S. Typhi, S.Paratyphi A, S.Paratyphi B, S. Paratyphi C) et tous les autres sérotypes « mineurs » responsables d’intoxications alimentaires, de gastro-entérites ou d’infections septicémiques de type opportuniste.

Le genre Citrobacter

Ce genre est composé de trois espèces : C. freudii, C. amalonaticus et C. diversus.

Le genre Edwardsiella

Ce genre ne compte qu’une seule espèce en bactériologie médicale : E. tarda.

Le genre Kluyvera

Il s’agit d’un genre de création récente. Il existerait au moins trois espèces dont deux ont actuellement une dénomination précise : K. ascorbata et K. crycrescens

LA TRIBU DES KLEBSIELLAE

Cette tribu comporte trois genres : klebsiella, Enterobacter et Serratia.

Le genre Klebsiella

Ce genre est composé de quatre espèces : K. pneumoniae, K. oxytoca, K. rhinoscleromatis et K. ozenae.

Le genre Enterobacter

Il est composé de six espèces : E. cloacae, E. aerogenes, E. hafniae, E. agglomerans, E. gergoviae et E. sakazakii.

Le genre Serratia

Il est composé de cinq espèces : S. marcescens, S. liquefaciens, S. rubidea, S. plymuthica et S. odorifera.

LA TRIBU DES PROTEAE

Elle comporte actuellement trois genres regroupant six espèces.
¾ Proteus : P. mirabilis et P. vulgaris, P. alcalifaciens,
¾ Providencia : P. stuartii, P. rettgeri
¾ Morganella : M. morganii

LA TRIBU DES YERSINIAE

Elle comporte sept espèces :
– Y. pestis
– Y. ruckerii
– Y. pseudotuberculosis
– Y. enterocolitica
– Y. intermedia
– Y. fredericksenii
– Y. kristensenii

HABITAT ET POUVOIR PATHOGENE [3,10]

Les bactéries de la famille des Enterobacteriaceae sont pour la plupart des hôtes normaux de l’intestin de l’homme et des animaux. Ces bactéries représentent la majorité de la flore intestinale aéro-anaérobie. Chez l’homme, l’entérobactérie prédominante est Escherichia coli. Parmi les nombreuses espèces d’entérobactéries, certaines sont trouvées dans l’environnement, d’autres chez les végétaux. Il en est qui ont un pouvoir phytopathogène.
Parmi les espèces qui peuvent être isolées chez l’homme, certaines (Shigella) sont constamment pathogènes. D’autres espèces se comportent comme des bactéries pathogènes opportunistes responsables d’infections chez les malades fragilisés (Klebsiella). Leur identification constitue une part importante du travail du Laboratoire de Bactériologie.

CARACTERES CULTURAUX [3]

Les Enterobacteriaceae se développent bien dans un bouillon ou sur gélose ordinaire incubés 18 heures à 37°C. Sur gélose, on peut obtenir différentes formes :
– Les formes S (smooth) sont l’aspect habituel au sortir de l’organisme. Les colonies sont lisses, bombées, brillantes et humides, elles ont 2 à 4mm de diamètre.
– Les formes R (rough) s’observent surtout avec les souches ayant subi plusieurs repiquages. Les colonies sont rugueuses, sèches, à contours irréguliers et de teinte mate.
En bouillon, les formes R donnent un aspect grumeleux.
– Les colonies rugueuses sont habituelles avec les Klebsiella. Leur diamètre peut dépasser 10mm ; elles ont une tendance à la confluence. On peut les rencontrer aussi avec d’autres espèces, notamment Salmonella paratyphi B.
– Les colonies naines s’observent avec des souches déficientes dans certaines de leur chaînes métaboliques. Elles ne sont pas exceptionnelles chez Escherichia coli isolé d’infections urinaires.

CARACTERES ANTIGENIQUES [3]

L’identification des Enterobacteriaceae se fait par l’étude des caractères biochimiques. La détermination du sérotype ne peut être entreprise que pour des souches dont l’identification est certaine. Toute autre façon de faire ne peut qu’entraîner des erreurs du fait d’agglutinations croisées non spécifiques.
– Les antigènes O
Ce sont des antigènes de paroi constitués de lipopolysaccharides (LPS) qui sont thermostables et résistent à l’alcool ou l’acide.
Les réactions d’agglutination se produisent lentement et sont constituées d’agglutinats granulaires, difficilement dissociables par agitation.
La spécificité O est perdue par les souches R qui sont auto-agglutinables en eau distillée.
– Les antigènes H
Ce sont des antigènes flagellaires qui ne sont donc présents que chez les souches mobiles. Constitués d’une protéine, la flagelline, ils sont thermolabiles et inactivés par l’alcool.
Les réactions d’agglutination se produisent rapidement et sont constituées d’agglutinats floconneux, facilement dissociables par agitation.
– Les antigènes K
Ces antigènes capsulaires sont généralement constitués d’une couche externe polysaccharidique. Parmi les antigènes K, se trouvent les antigènes L, A, B, de E.coli et l’antigène Vi de certaines Salmonella ou Citrobacter. Ces antigènes peuvent rendre la souche qui les possède inagglutinable par les antisérums O. Ils sont détruits par une ébullition de 2 heures.
Les antigènes d’adhérence ou adhésines, de nature protéique, en relation avec la présence de pili sont classés parmi les antigènes K (K88, K99).
– L’antigène Kunin
Cet antigène commun des Enterobactericeae n’est pratiquement retrouvé que dans cette famille et a un intérêt taxonomique.
Des antisérums dirigés spécifiquement contre chacun des antigènes bactériens sont préparés en utilisant la méthode de l’absorption spécifique des anticorps de Castelcani. Des anticorps qui se sont fixés sur l’antigène bactérien correspondant forment des agglutinas. Après centrifugation, il ne reste plus dans le surnageant que des anticorps qui n’ont pas été en contact avec l’antigène.

PRINCIPALES FAMILLES D’ANTIBIOTIQUES : mode d’action et spectre d’activité [2,5,11,45,59]

ANTIBIOTIQUES AGISSANT SUR LA SYNTHESE DU PEPTIDOGLYCANE

Le peptidoglycane est un polymère réticulé fait de chaînes polysaccharides reliées par des peptides. Cette molécule n’existe que chez les bactéries et assure la rigidité de la paroi. Les précurseurs du peptidoglycane sont synthétisés dans le cytoplasme et assemblés à l’intérieur de la membrane cytoplasmique. Lorsque les bactéries sont en phase de croissance, il existe simultanément des phénomènes de synthèse et de destruction du peptidoglycane. L’équilibre entre ces deux phénomènes est rompu par les antibiotiques inhibant la synthèse du peptidoglycane. Il en résulte une altération de la paroi ayant un effet létal pour la bactérie.
Les β-lactamines et les glycopeptides bloquent la phase finale de polymérisation.

Les β-lactamines

¾ Les pénicillines
Elles possèdent un cycle thiazolidine accolé au noyau β-lactame. Elles diffèrent par la nature de leur chaîne latérale.
– Pénicilline G
C’est la première pénicilline découverte (Fleming). Elle est produite par Penicillium notatum. Elle est active sur les cocci (à l’exception des staphylocoques dont la grande majorité produit maintenant une pénicillinase), la plupart des bacilles à Gram positif, les anaérobies.
– Pénicillines M
La méticilline fut le premier dérivé de la pénicilline capable de résister à la pénicillinase du staphylocoque. On peut citer également l’oxacilline et la cloxacilline. Ces produits ne sont indiqués que pour le traitement des infections à staphylocoques sensibles à la méticilline (méti-S), car ils sont souvent moins actifs que la pénicilline G sur les autres bactéries. Le pourcentage de staphylocoques résistants à la méticilline (méti-R) est important en milieu hospitalier.
– Aminopénicillines (pénicillines A)
Leur spectre d’activité est élargi, par rapport à la pénicilline G, vers certains bacilles à Gram négatif (Haemophilus influenzae, Escherichia coli, Proteus mirabilis, Salmonella, Shigella), mais elles restent sensibles aux β-lactamases souvent présentes chez ces bactéries. Dans ce groupe, on peut citer l’ampicilline et l’amoxicilline.
– Carboxypénicillines
Elles ont un spectre plus étendu que celui des aminopénicillines, vers les bacilles à Gram négatif. Elles peuvent en particulier agir sur Pseudomonas aeruginosa. Elles restent sensibles aux pénicillinases, mais sont moins sensibles aux céphalosporinases. La première molécule de ce type fut la carbénicilline, remplacée maintenant par la ticarcilline. On l’utilise surtout pour le traitement des infections à P.aeruginosa.
– Uréidopénicillines
Elles comprennent principalement la mezlocilline et la pipéracilline. Leur spectre est assez proche de celui des carboxypénicillines. La pipéracilline a une bonne activité sur P.aeruginosa. Les uréidopénicillines conservent une bonne activité sur les entérocoques.
– Amidinopénicillines
Elles comprennent le mécillinam et le pivmécillinam. Ces produits sont actifs sur certaines entérobactéries et ne sont utilisés que dans les infections urinaires.
– Inhibiteurs de β-lactamases
Des molécules ayant une structure de pénicilline (mais dépourvues d’activité antibiotique significative) ont la propriété de se lier à certaines β-lactamases (surtout plasmatiques) et de les inhiber de manière irréversible. Leur association à des pénicillines permet de restaurer l’activité de ces dernières vis-à-vis de bactéries produisant ces β-lactamases (Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, Neisseria gonorrhoeae, Moraxella catarrhalis et diverses entérobactéries). Les inhibiteurs commercialisés sont : l’acide clavulanique (associé à l’amoxicilline ou la ticarcilline), le sulbactam (seul ou associé à l’ampicilline), le tazobactam (associé
à la pipéracilline).
¾ Les céphalosporines
Les céphalosporines sont constituées d’un noyau β-lactame associé à un noyau de dihydrothiazine. Elles résistent à la pénicillinase des staphylocoques comme les pénicillines M, mais sont inactives sur les souches méti-R. Elles peuvent agir sur les bacilles à Gram négatif à des degrés divers.
Les céphalosporines de 1ère génération (comme la céfalotine) ont un niveau d’activité assez limité vis-à-vis des bacilles à Gram négatif, en raison de leur sensibilité aux céphalosporinases.
Les céphalosporines de 2ème et surtout de 3ème génération sont beaucoup plus actives. Parmi les céphalosporines de 2ème génération, on peut citer le céfamandole et la céfuroxime ainsi que deux molécules classées parmi les céphamycines : la céfoxitine et le céfotetan. Ces deux dernières ont une bonne activité sur Bacteroides fragilis et sont résistantes aux β-lactamases à spectre élargi. Le céfotetan est classé par certains parmi les céphalosporines de 3ème génération. Parmi les céphalosporines de 3ème génération, on peut citer le céfotaxime, la ceftazidime et la ceftriaxone. Ces molécules sont, comme les pénicillines, très actives sur les Neisseria, les streptocoques et les pneumocoques, mais elles sont inactives sur les entérocoques et sur Listeria et moins actives sur Staphylococcus aureus que les céphalosporines de 1ère génération. Leur résistance à la plupart des β-lactamases leur permet d’être très actives sur de nombreuses espèces de bacilles à Gram négatif (notamment Haemophilus influenzae et la plupart des entérobactéries). Vis-à-vis de P.aeruginosa, la ceftazidime est la seule active, avec la cefsulodine (céphalosporine qui n’est utilisée que dans cette indication). Les céphalosporines de 3ème génération sont peu actives sur Acinetobacter, inactives sur Stenotrophomonas et sur les bactéries hyperproductrices de céphalosporinases (céphalosporinase déréprimées, observées notamment chez Enterobacter, Citrobacter Serratia et P.aeruginosa).
Les céphalosporines les plus récentes, dites parfois de 4ème génération (céfépime, cefpirome) se montrent plus actives vis-à-vis des souches hyperproductrices de céphalosporinase. Mais toutes les céphalosporines de 3ème génération sont inactivées, à des degrés divers par les β-lactamases à spectre élargi (produites surtout par certaines souches de Klebsiella pneumoniae).
¾ Autres β-lactamines
– Monolactames
L’aztréonam a une activité sur les bacilles à Gram négatif comparable à celle des céphalosporines de 3ème génération, mais elle est inactive sur les bactéries à Gram positif et les anaérobies.
– Carbapénèmes
Dans ce groupe, seul l’imipénème est commercialisé en France. C’est un dérivé de la thiénamycine. Il est associé à la cilastatine pour prévenir sa dégradation au niveau rein. L’imipénème est très actif sur un grand nombre d’espèces bactériennes
à Gram positif et à Gram négatif. L’imipénème est résistant à la plupart des β-lactamases, y compris les β-lactamases à spectre élargi. Des résistances acquises sont apparues chez P.aeruginosa. De très rares souches d’entérobactéries et d’Acinetobacter capables de dégrader l’imipénème ont été décrites.

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LES ENTEROBACTERIES
I- DEFINITION
II- CLASSIFICATION
II.1- LA TRIBU DES ESCHERICHIAE
II.1.1- Le genre Escherichia
II.1.2- Le genre Shigella
II.1.3- Le genre Samonella
II.1.4- Le genre Citrobacter
II.1.5- Le genre Edwardsiella
II.1.6- Le genre Kluyvera
II.2- LA TRIBU DES KLEBSIELLAE
II.2.1- Le genre Klebsiella
II.2.2- Le genre Enterobacter
II.2.3- Le genre Serratia
II.3- LA TRIBU DES PROTEAE
II.4- LA TRIBU DES YERSINIAE
III- HABITAT ET POUVOIR PATHOGENE
IV- CARACTERES CULTURAUX
V- CARACTERES ANTIGENIQUES
VI- CARACTERES BIOCHIMIQUES
CHAPITRE II : GENERALITES SUR LES ANTIBIOTIQUES
I- DEFINITION
II- BASE DE LA CLASSIFICATION
II.1- CLASSIFICATION SELON L’ORIGINE
II.2- CLASSIFICATION SELON L’EFFET
II.3- CLASSIFICATION SELON LE SPECTRE
II.4- CLASSIFICATION SELON LE SITE D’ACTION
II.5- CLASSIFICATION SELON LA NATURE CHIMIQUE
III- PRINCIPALES FAMILLES D’ANTIBIOTIQUES : mode d’action et spectre d’activité
III.1- ANTIBIOTIQUES AGISSANT SUR LA SYNTHESE DU PEPTIDOGLYCANE
III.1.1- Les β-lactamines
III.1.2- Les glycopeptides
III.1.3- La fosfomycine
III.2- ANTIBIOTIQUES AGISSANT SUR LES MEMBRANES
III.2.1- Les polymyxines
III.2.2- Les nitrofuranes
III.3- ANTIBIOTIQUES INHIBANT LA SYNTHESE PROTEIQUE
III.3.1- Antibiotiques se fixant sur la sous-unité 30S du ribosome
III.3.2- Antibiotiques se fixant sur la sous-unité 50S du ribosome
III.3.3- Antibiotique inhibant le facteur d’élongation G
III.4- ANTIBIOTIQUES AGISSANT SUR LES ACIDES NUCLEIQUES
III.4.1- Sulfamides et triméthoprime
III.4.2- Quinolones
III.4.3- Nitro-imidazoles
III.4.4- Rifamycines
IV- ACTION DES ANTIBIOTIQUES SUR LES BACTERIES
IV.1- CONCENTRATION MINIMALE INHIBITRICE (CMI)
IV.2- CONCENTRATIONS CRITIQUES
IV.3- ANTIBIOGRAMME
IV.4- LE SPECTRE D’ACTIVITE
IV.5- BACTERIOSTASE ET BACTERICIDE
IV.6- ASSOCIATIONS D’ANTIBIOTIQUES
IV.7- CORRELATION ENTRE ETUDES IN VITRO ET RESULTATS IN VIVO
CHAPITRE III : LA RESISTANCE BACTERIENNE
I- DEFINITION DE LA RESISTANCE BACTERIENNE
II- LES DIFFERENTS TYPES DE RESISTANCE
II.1- RESISTANCE NATURELLE OU INTRINSEQUE
II.2- RESISTANCE ACQUISE
II.3- RESISTANCE CLINIQUE
III- PHENOTYPES DE RESISTANCE
IV- MECANISME DE RESISTANCE
IV.1- DETERMINISME GENETIQUE DE LA RESISTANCE BACTERIENNE
IV.1.1- Les mutations chromosomiques
IV.1.2- Les plasmides
IV.1.3- Les transposons
IV.2- MECANISMES BIOCHIMIQUES DE LA RESISTANCE BACTERIENNE
IV.2.1- Inactivation enzymatique de l’antibiotique
IV.2.1.1- Les β-lactamases
IV.2.1.2- Les estérases
IV.2.1.3- Les amidases
IV.2.2- Modification de la cible
IV.2.3- Diminution de la perméabilité
IV.2.4- Excrétion de l’antibiotique par un mécanisme d’efflux
IV.3- EVOLUTION DE LA RESISTANCE AUX ANTIBIOTIQUES
IV.3.1- Sélection de la résistance
IV.3.2- Diffusion de la résistance
DEUXIEME PARTIE : TRAVAIL PERSONNEL
I- CADRE D’ETUDE
I.1- LE CHN DE FANN
I.2- LE LABORATOIRE DE BACTERIOLOGIE
I.2.1- Situation géographique
I.2.2- Les locaux
I.2.3- Le personnel
I.2.4- La mission du Laboratoire
II- METHODES D’ISOLEMENT ET D’IDENTIFICATION DES BACTERIES
II.1- SOUCHES BACTERIENNES
II.2- METHODES D’ISOLEMENT A PARTIR DES PRODUITS PATHOLOGIQUES
II.2.1- Prélèvement
II.2.2- Techniques
II.3- IDENTIFICATION DES ENTEROBACTERIES
II.3.1- Galerie d’identification des entérobactéries
II.3.2- Galerie Api 20E
III- L’ANTIBIOGRAMME
III.1- DEFINITION
III.2- BUT DE L’ANTIBIOGRAMME
III.3- PRINCIPE DE L’ANTIBIOGRAMME
III.4- TECHNIQUE DE DIFFUSION EN GELOSE : METHODES DES DISQUES
III.4.1- Milieu de culture
III.4.2- Réalisation de l’inoculum bactérien
III.4.3- Ensemencement
III.4.3.1- Ensemencement par écouvillonnage
III.4.3.2- Ensemencement par inondation – aspiration
III.4.4- Choix des antibiotiques
III.4.5- Application des disques
III.4.6- Incubation
III.4.7- Recherche de β-lactamases à spectre élargi
III.4.8- Lecture et interprétation
III.5- PHENOTYPES DE RESISTANCE DES ENTEROBACTERIES AUX β-LACTAMINES
IV- RESULTATS
IV.1- SOUCHES ISOLEES
IV.2- REPARTITION DES SOUCHES EN FONCTION DU PRODUIT PATHOLOGIQUE
IV.3- REPARTITION DES SOUCHES EN FONCTION DU SERVICE
IV.4- REPARTITION DES SOUCHES EN FONCTION DE L’AGE
IV.5- REPARTITION DES SOUCHES EN FONCTION DU SEXE
IV.6- REPARTITION DES SOUCHES EN FONCTION DE L’ANNEE
IV.7- PROFIL DE RESISTANCE DES PRINCIPALES ESPECES
V- DISCUSSION
V.1- SOUCHES ISOLEES
V.2- SENSIBILITE ET RESISTANCE AUX ANTIBIOTIQUES TESTES
V.2.1- Sensibilité et résistance aux β-lactamines
V.2.2- Sensibilité et résistance des principales souches étudiées aux antibiotiques testés
V.2.2.1- Klebsiella pneumoniae
V.2.2.2- Escherichia coli
V.2.2.3- Enterobacter spp
V.2.2.4- Citrobacter freundii
V.2.2.5- Citrobacter spp
V.2.2.6- Enterobacter cloacae
V.2.2.7- Proteus mirabilis
VI- RECOMMANDATIONS
VI.1- PRISE EN CHARGE DES INFECTIONS NOSOCOMIALES
VI.2- LE BON USAGE DES ANTIBIOTIQUES
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE

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