Rappels sur les antibiotiques

RAPPELS SUR LES ANTIBIOTIQUES

Définition

Les antibiotiques sont des substances naturelles, synthétiques ou semi synthétiques qui à faibles concentrations, agissent sur d’autres bactéries sans être toxiques pour autant pour les  cellules humaines. Ceci s’explique par une très grande spécificité d’action sur certains sites cellulaires. Le premier antibiotique isolé, la pénicilline G, a été découverte fortuitement en 1928 à partir d’une moisissure dans une culture de laboratoire, par Sir Alexander Fleming et utilisée comme médicament en 1941. Des lors, de nombreux antibiotiques furent découverts et le rôle de l’industrie pharmaceutique devint de plus en plus important, tant dans les phases initiales de découverte de nouvelles molécules que dans les développements en laboratoire. L’antibiotique agit soit par effet bactéricide (bactérie tuée), soit par effet bactériostatique (croissance inhibée) [12].

Classification

On distingue plusieurs familles d’antibiotiques. Ces familles se différencient par leur structure chimique, leur spectre d’activité et leur mode d’action [13].

Famille des bêta-lactamines
Les bêta-lactamines sont bactéricides et peu toxiques. Elles représentent à elle seule environ 50% des antibiotiques disponibles sur le marché [4]. Cette famille comprend :
➨ Les pénicillines : ce sont les premiers antibiotiques qui ont été découverts. Elles étaient souvent utilisées dans le traitement des infections respiratoires, de l’appareil digestif ou urinaire, des voies génitales, des gencives et des dents.
➨ Les céphalosporines : elles ont un mécanisme d’action proche des pénicillines et il existe plusieurs générations. Elles sont utilisées le plus souvent pour dans le traitement des infections respiratoires et celles de l’appareil urinaire.
➨ Les carbapénèmes : ils sont utilisés le plus souvent en milieu hospitalier contre les bactéries ayant acquis une résistance aux céphalosporines [13].

Famille des cyclines
Ce sont des antibiotiques qui agissent sur plusieurs germes notamment les bactéries intracellulaires (ex : Chlamydia et Mycoplasma) en inhibant la synthèse de leurs protéines. Elles sont utilisées dans le traitement des infections respiratoires, génitales et contre l’acné. Elles peuvent être responsables d’allergie grave et sont contre indiquées à partir du 4ème mois de la grossesse [13].

Famille des aminosides
Ils sont très efficaces contre les staphylocoques alors que les streptocoques montrent une résistance naturelle vis-à-vis de cette famille. Cette famille est utilisée dans les infections urinaires et rénales par voie injectable, mais peut être toxique pour l’oreille interne ou les reins en cas de surdose ou d’insuffisance rénale préexistante [13].

Famille des macrolides
Les macrolides sont divisés en trois générations et agissent le plus souvent sur les bactéries à Gram positif. Ils altèrent la synthèse protéique des bactéries et sont bactériostatiques. Ils sont utilisés dans le traitement des infections respiratoires, génitales et buccales [13].

Famille des fluoroquinolones
Cette famille est divisée en quatre générations. Elles empêchent la réplication de l’ADN et sont utilisées dans le traitement des infections respiratoires, génitales, urinaires et intestinales [13].

Famille des glycopeptides
Les glycopeptides, en monothérapie ou en association, sont les antibiotiques de référence pour le traitement des endocardites à Staphylococcus aureus résistant à la meticilline (SARM). Le traitement des infections sévères nécessitent des posologies élevées [13].

Mécanismes d’action 

Les antibiotiques doivent avoir une cible spécifique aux cellules procaryotes pour être sans danger pour le patient. Les mécanismes utilisés par les antibiotiques sont les suivants :
➨ Inhibition de la synthèse de la paroi cellulaire bactérienne : la plupart des antibiotiques agissant sur la paroi des bactéries sont en réalité des inhibiteurs de la synthèse du peptidoglycane, polymère formant la paroi des bactéries. Ils cassent alors cette paroi pour tuer la bactérie. Parmi ces antibiotiques, il y’a les β-lactamines, les glycopeptides et les fosfomycines.
➨ Attaque des membranes bactériennes : la polymyxine B et la colistine sont deux antibiotiques qui agissent sur la membrane, en perturbant la synthèse de celle-ci. Ils sont actifs sur les bacilles à gram négatif.
➨ Inhibition de la synthèse protéique : elle concerne les tétracyclines, les aminosides, le chloramphénicol, les macrolides, l’acide fusidique, le linézolide. Ces derniers se fixent sur des constituants spécifiques du ribosome bactérien empêchant ou gênant ainsi la traduction des ARNm donc arrêt de la synthèse de nouvelles protéines.
➨ Perturbation de la synthèse des acides nucléiques (ARN et ADN) ou de leurs fonctionnements : les rifampicines, les sulfamides, les quinolones et le triméthoprime inhibent la synthèse ou même le fonctionnement des acides nucléiques de différentes manières selon les familles d’antibiotiques :
● inhibition de la réplication de l’ADN
● inhibition de la transcription / ARN polymérase
● diminution de la synthèse des précurseurs nucléotidiques
➨ Inhibition d’une voie métabolique : elle doit être essentielle chez la bactérie, mais absente chez l’hôte. Un analogue chimique compétitif pour une réaction enzymatique bactérienne était souvent utilisé [8].

Résistance aux antibiotiques

Il existe deux types de résistance bactérienne : la résistance naturelle et la résistance acquise.

Résistance naturelle 

La résistance naturelle d’une espèce ou d’un genre est :
➨ une caractéristique propre, concernant l’ensemble des souches de l’espèce ou du genre portée par un chromosome donc toujours transmissible à la descendance : c’est la transmission verticale,
➨ un caractère permettant de définir le phénotype sauvage ou sensible de l’espèce,
➨ une aide à l’identification d’une espèce : K. pneumoniae est naturellement résistante aux pénicillines (amoxicilline, ticarcilline et pipéracilline) par production d’une bêtalactamase chromosomique de classe A [9].

Résistance acquise 

Lorsque les bactéries sont soumises à des traitements antibiotiques, elles finissent par développer des résistances contre des antibiotiques auxquels elles étaient auparavant sensibles : on parle de résistance acquise. Ces résistances sont dues, soit à la mutation du patrimoine génétique de la bactérie, soit par acquisition par la bactérie d’un plasmide, matériel porteur de gènes de résistance provenant d’une autre bactérie. Ce dernier mode de résistance acquise est le plus fréquent, il représente plus de 80% des résistances acquises [12]. Les bactéries sont dites multirésistantes (BMR) aux antibiotiques lorsque du fait de l’accumulation de résistances acquises à plusieurs familles d’antibiotiques, elles ne sont plus sensibles qu’à un petit nombre d’antibiotiques utilisable en thérapeutique (résistance à plus de 3 familles différentes) [3].

Les mécanismes d’acquisition de la résistance sont:
➨ Le « camouflage » des cellules cibles : les cellules cibles bactériennes voient leur structure modifiée, ce qui les rend insensibles à l’action de l’antibiotique.
➨ La « multiplication » des cellules cibles : les molécules cibles gagnent la faculté de se multiplier si intensément que les antibiotiques ne parviennent plus à les neutraliser toutes.
➨ Le « système bypass » ou déviation de secours : la bactérie met en place une voie métabolique qui remplace la réaction bloquée par l’antibiotique.
➨ L’« altération » des membranes bactériennes : la perméabilité des canaux membranaires par lesquels l’antibiotique pénètre dans la bactérie est altérée.
➨ L’« altération » de la cible : la bactérie met en place un leurre, c’était-à-dire une molécule qui se substitue à celle classiquement reconnue par l’antibiotique, qui ne la reconnaît alors pas.
➨ L’ « inactivation » enzymatique : la bactérie synthétise des enzymes qui inactivent l’antibiotique. C’était le mode de résistance le plus répandu.
➨ L’ « excrétion » active : une fois entré dans la cellule bactérienne, l’antibiotique subit l’effet d’une pompe membranaire qui le rejette tel quel dans le milieu extérieur [14].

Parmi les résistances acquises, on peut citer comme exemple le taux de résistance élevé de E. coli aux céphalosporines et fluoroquinolones de troisième génération, deux familles d’antibiotiques antibactériens essentiels et largement utilisés en thérapie [5].

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
I RAPPELS SUR LES ANTIBIOTIQUES
I.1 Définition
I.2 Classification
I.3 Mécanismes d’action
I.4 Résistance aux antibiotiques
II METHODES D’ETUDE DE LA SENSIBILITE AUX ANTIBIOTIQUES
II.1 Méthodes de diffusion en milieu solide
II.2 Techniques de dilutions
II.3 Méthodes automatiques
III NOTIONS DE LA VALIDATION
III.1 Exactitude ou justesse
III.2 Fidélité
DEUXIEME PARTIE : TRAVAIL EXPERIMENTAL
I RAPPEL DES OBJECTIFS
II CADRE DE L’ETUDE
III SOUCHES BACTERIENNES
IV MATERIELS UTILISES
IV.1 Matériels pour l’antibiogramme standard
IV.2 Matériels pour la détermination de la CMI
V METHODES
V.1 Technique de diffusion sur gélose: préparation des disques d’antibiotiques
V.2 Technique de dilution : préparation de test pour l’étude de la CMI
VI RESULTATS
VI.1 METHODE DE DIFFUSION SUR GELOSE
VI.2 METHODE DE DILUTION
VII DISCUSSION
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
RESUME

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