ANTIBIOTIQUES sensibilité et résistance. Dr Oana DUMITRESCU MCU-PH Faculté de Médecine Lyon-Sud Charles Mérieux

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1 ANTIBIOTIQUES sensibilité et résistance Dr Oana DUMITRESCU MCU-PH Faculté de Médecine Lyon-Sud Charles Mérieux

2 Objectifs du cours Critères de choix microbiologiques d un antibiotique (ATB) Antibiogramme et concentration minimale inhibitrice Mécanismes d action, mécanismes de résistance Notions d antibiothérapie

3 En 1897, à Lyon, France Ernest Duchesne

4 1928 : Alexander Fleming

5 L ère des antibiotiques : 1944

6 L ère des antibiotiques : 2014

7 Les enjeux Guérir les infections bactériennes Utilisation antibiotique = Résistance DANS (nosocomial) et HORS (communautaire) établissements de soins Bactéries multi- et hautement-résistantes : BMR et BHR Innovation pharmaceutique Impasse thérapeutique

8 Objectifs du cours Critères de choix microbiologiques d un antibiotique (ATB) Antibiogramme et concentration minimale inhibitrice Mécanismes d action, mécanismes de résistance Notions d antibiothérapie

9 Critères de choix d un antibiotique Critère bactériologique (pharmacodynamique) Critère pharmacocinétique (biodisponibilité) Critère de tolérance (versus toxicité) Critère écologique (pression de sélection) Critère de confort d administration (po > iv) Critère économique (T2A, déficit SS)

10 Conditions d activité d un ATB Posséder une cible bactérienne spécifique Accéder à la cible les bactéries peuvent devenir imperméables Fixer et modifier/inactiver la cible la cible peut muter et perdre son affinité pour l ATB.la cible peut disparaître (voie métabolique alternative) Rester actif les bactéries peuvent dégrader l ATB

11 Résistance naturelle/acquise Résistance naturelle TOUTE L ESPECE est résistante Pas de cible Mycoplasmes / pénicillines Bactéries imperméables Gram négatifs/glycopeptides Enzyme dégradant l ATB Klebsiella/pénicillines Cible sans affinité Staphylococcus/aztréonam Résistance acquise CERTAINES SOUCHES de l espèce sont résistantes La cible est remplacée Sta. aureus résistants à la méticilline SARM La bactérie devient imperméable La bactérie acquiert une enzyme dégradant l ATB La cible mute Strep. pneumoniae de sensibilité diminuée aux pénicillines PSDP

12 Résistances croisées / associées Résistance croisée Résistance à un ATB donné responsable de résistance à d autres ATB de la même famille, mécanisme commun SARM : résistance méticilline résistance toutes β- lactamines Résistance associée Résistance à un ATB donné fréquemment associée à un autre mécanisme de résistance (ATB d une autre famille, par un autre mécanisme de résistance) SARM : résistance associée aux aminosides

13 Bactéricidie / bactériostatisme Un ATB bactéricide tue les bactéries Les bactéries traitées ne peuvent plus cultiver Un ATB bactériostatique bloque la croissance des bactéries Les bactéries traitées peuvent cultiver Baisse de l inoculum 3xlog 10 UFC/mL Baisse de l inoculum <3xlog 10 UFC/mL

14 Notion de spectre d activité Estimation de la sensibilité d une bactérie avant d obtenir l antibiogramme VIDAL : précise le % de résistance acquise Amoxicilline (extraits) Espèces sensibles : Corynebacterium diphteriae * + Streptococcus pyogenes Espèces modérément sensibles : Enterococcus faecium (40-80%) Espèces résistantes : Staphylococcus * +

15 Objectifs du cours Critères de choix microbiologiques d un antibiotique (ATB) Antibiogramme et concentration minimale inhibitrice Mécanismes d action, mécanismes de résistance Notions d antibiothérapie

16 Est-il suffisant de connaître les spectres? Patient A : angine streptococcique, espèce sensible à l amoxicilline selon le VIDAL Patient B : méningite à pneumocoque, espèce pour laquelle une résistance acquise peut poser problème selon le VIDAL Peut-on se fier uniquement aux spectres chez ces deux patients? Patient A : OUI Patient B : NON => ANTIBIOGRAMME NECESSAIRE

17 Antibiogramme : objectifs Estimer la probabilité de réussite d une antibiothérapie sur un isolat bactérien spécifique Paramètres pris en compte Concentration minimale inhibitrice (CMI) Concentrations sériques et tissulaires obtenues aux posologies recommandées Confrontations des résultats in vitro et des résultats cliniques

18 Concentration minimale inhibitrice (CMI) plus faible concentration d antibiotique capable d inhiber la croissance bactérienne visible CMI = 2 mg/l

19 Concentrations d ATB atteintes in vivo aux posologies recommandées CMI = 2 mg/l Concentration critique Les concentrations d ATB chez le patient doivent être supérieures à la CMI CMI = 0,25 mg/l Souche A : échec thérapeutique Souche B : succès La concentration critique dépend de l antibiotique, voie d administration, de l espèce bactérienne, du type d infection

20 Confrontation résultats in vitro / résultats cliniques Niveau de preuve maximal Comparaison des taux de succès thérapeutiques Par types de patients En fonction de la CMI pour une espèce donnée, un ATB donné et un type d infection donné Etudes lourdes et coûteuses : pas toujours disponibles, permettent de fixer la concentration critique

21 Interprétation des paramètres précédents Principe général : utiliser les données disponibles pour fixer des seuils ou concentrations critiques Puis comparer la CMI d un isolat à ces seuils pour établir une recommandation thérapeutique (catégorie cliniques) Sensible Intermédiaire Résistant

22 Antibiogramme : Catégories cliniques SENSIBLE (S) : probabilité de succès thérapeutique acceptable en cas de traitement à dose habituelle par voie générale. INTERMEDIAIRE (I) : succès thérapeutique imprévisible ensemble hétérogène pour lequel la seule valeur de la CMI n'est pas prédictive RESISTANT (R) : forte probabilité d'échec thérapeutique quel que soit le traitement. S c I C R mg/l mm S D I d

23 L antibiogramme en pratique : diffusion en gélose 1 mg/l 64 mg/l OXA OXA

24 L antibiogramme en pratique : diffusion en gélose 18 mm Corrélation diamètre/cmi CMI = 8 mg/l

25 L antibiogramme en pratique : plusieurs ATB par antibiogramme

26 Automatisation

27 Antibiogramme en milieu liquide (micro-dilution) Plaque 96 puits, dilution manuelle Automatisation par utilisation de galeries (cartes)miniaturisées

28 Automatisation et validation Comparaison informatisée des CMI ou diamètres aux concentrations critiques puis expertise par le bactériologiste (cohérence)

29 Objectifs du cours Critères de choix microbiologiques d un antibiotique (ATB) Antibiogramme et concentration minimale inhibitrice Mécanismes d action, mécanismes de résistance Notions d antibiothérapie

30 b-lactamines Glycopeptides Fosfomycine Quinolones Sulfamides Rifampicine Nitrofuranes Imidazolés Parois et membranes ADN Aminosides Macrolides Acide fusidique, tétracyclines Phénicolés Synthèse protéique

31 Principales classes d ATB Classe Cible Exemple β-lactamines paroi amoxicilline glycopeptides paroi vancomycine aminosides ribosome gentamicine macrolides ribosome erythromycine fluoroquinolones ADN gyrase ofloxacine

32 Les β-lactamines ATB les plus prescrits en ville et à l hôpital Efficaces, bactéricides, peu toxiques, mais répandus dans la nature résistances acquises fréquentes Ciblent la paroi bactérienne

33 Paroi bactérienne et peptidoglycane GRAM + GRAM - La synthèse du peptidoglycane est vitale pour les bactéries

34 Une brève histoire de la résistance aux β-lactamines A. FLEMING Découverte pénicilline Introduction pénicilline RESISTANCE PENICILLINE Introduction méticilline RESISTANCE METICILLINE Usage large des C3G Introduction C4G Usage large des carbapénèmes??? RESISTANCE C3G RESISTANCE C4G RESISTANCE CARBAPENEMES Apparition rapide des résistances à chaque nouvelle molécule

35 β-lactamines : mode d action et résistance Le peptidoglycane est synthétisé par des enzymes, les protéines liant la pénicilline (PLP) Les β-lactamines fixent et inactivent les PLP Résistance (GRAM +) PLP supplémentaire sans affinité S.aureus résistant à la méticilline, SARM PLP modifiées d affinité diminuée pneumocoque de sensibilité diminuée à la pénicilline, PSDP Résistance (GRAM + & GRAM -) Enzymes hydrolysant les β-lactamines : β-lactamases GRAM + & - : pénicillinases GRAM - : céphalosporinases, β-lactamases à spectre étendu (BLSE), carbapénémases

36 S. aureus résistants à la méticilline (SARM) Les SARM résistent à toutes les β-lactamines C est une BMR Acquisition d un nouveau gène meca codant une PLP surnuméraire (PLP2A) sans affinité pour les S. aureus sensible SARM β-lactamines Β-lactamine X PLP PLP2A SURVIE

37 Pneumocoques de sensibilité diminuée à la pénicilline (PSDP) Gène codant pour la PLP normale du pneumocoque sensible aux pénicillines Gène codant pour la PLP d autres streptocoques de sensibilité diminuée aux pénicillines sélectionnés par les antibiotiques Gène mosaïque codant pour la PLP d un pneumocoque de sensibilité diminuée aux pénicillines (PSDP) : Affinité PLP-Pénicilline

38 Résistance enzymatique : β-lactamases BMR β-lactamines pénicillines β-lactamases pénicillinases pénicillines + inhibiteur BL pénicillinases haut niveau céphalosporines C1G / C2G C3G céphalosporinases de bas niveau de haut niveau β-lactamases à spectre étendu (BLSE) BHR carbapénèmes carbapénémases

39 Les inhibiteurs de β-lactamases Toujours associés à une β-lactamine Amoxicilline + acide clavulanique = AUGMENTIN Pipéracilline + tazobactam = TAZOCILLINE Leurre : sature la β-lactamase pour éviter la dégradation de la β-lactamine Amox. Pénicillinase Pas de pénicillinase Pénicillinase Pénicillinase bloquée par Ac. clav. Ac. clav. PLP PLP PLP

40 Les inhibiteurs de β-lactamases Chez les SARM et les PSDP: résistance non liée à β-lactamase pas d intérêt des inhibiteurs de β- lactamase

41 Les glycopeptides Administration IV à l hôpital Bactéricides mais délai d action environ 24h Toxicité rénale Ciblent la paroi bactérienne

42 Glycopeptides: mode d action et résistance Les glycopeptides bloquent la stabilisation du peptidoglycane Résistance naturelle des GRAM- par imperméabilité Résistance acquise par épaississement de la paroi (R de bas niveau, rare) par modification du peptidoglycane (R de haut niveau, exceptionnel) encodée par les gènes Van -> entérocoques Van+ BHR

43 Les aminosides Administration IV à l hôpital Rapidement bactéricides Toxicité rénale et auditive Ciblent le ribosome bactérien ERREURS DE LECTURE Protéines malformées Aminoside ARN messager

44 Résistance aux aminosides Les aminosides utilisent des systèmes de transport membranaires pour entrer dans la bactérie Résistance naturelle des bactéries dépourvues de transporteurs: streptocoques, anaérobies Association à des ATB ciblant la paroi pénétration de l aminoside restauration d activité Résistance acquise : enzymes inactivant l aminoside Pas encore de parade

45 Les macrolides Administration per os surtout en ville Bactériostatiques : pas sur des infections sévères Peu toxiques Ciblent le ribosome bactérien BLOCAGE DE L ELONGATION Arrêt de synthèse protéique macrolide ARN messager Résistance naturelle des GRAM- par imperméabilité Résistance acquise par modification de la cible ou efflux

46 Les fluoroquinolones Administration IV et per os Rapidement bactéricides Toxicité tendineuse et musculaire Contre-indiquées chez l enfant Ciblent l ADN bactérien

47 Fluoroquinolones : mode d action et résistance L ADN surenroulé doit être déroulé puis réenroulé pour la réplication bactérienne Les FQ stabilisent le complexe ADN ADN gyrase L ADN reste déroulé mort bactérienne Résistance acquise mutation des cibles pompes à efflux

48 Objectifs du cours Critères de choix microbiologiques d un antibiotique (ATB) Antibiogramme et concentration minimale inhibitrice Mécanismes d action, mécanismes de résistance Notions d antibiothérapie

49 Schéma général d une antibiothérapie J0 : diagnostic clinique Prélèvements bactériologiques ATB empirique selon pathogènes suspectés J1 : identification du pathogène Adaptation ATB selon résistances naturelles J2 : antibiogramme Adaptation ATB selon résistances spécifiques du pathogène RETROGRADATION : choix d ATB efficace ayant le spectre le plus étroit

50 Association ou monothérapie? But des associations d ATB : Sévérité > Bactéricidie accrue (synergie) Path. inconnu > Elargissement du spectre Eviter la sélection de mutants résistants

51 Synergie / antagonisme Pour deux ATB A et B Synergie Effet(A + B) > Effet(A) + Effet(B) β-lactamines + aminosides Additivité Effet(A + B) = Effet(A) + Effet(B) β-lactamines + fluoroquinolones Antagonisme Effet(A + B) < Effet(A) et Effet(B) Vancomycine + rifampicine

52 Les ATB ont toujours existé les résistances aussi Micro-organismes résistants A A A ATB naturels Bactéries sensibles Compétition naturelle pour les ressources

53 Les ATB ont toujours existé les résistances aussi Micro-organismes résistants A A A ATB naturels Sélection naturelle

54 Utilisation excessive des ATB Prescription inappropriée ATB à l hôpital ou en ville A A A Pression de sélection -> BMR, BHR

55 Sélection de mutants résistants Concentration prévenant la sélection des mutants CPM CMI de la sous-population résistante

56 Choix des antibiotiques Connaître les pathogènes les plus probables selon le site d infection, la porte d entrée, le terrain, le contage Tenir compte de la diffusion au site de l infection Tenir compte de la tolérance en fonction de la gravité : Infection bénigne = privilégier la tolérance Infection grave = privilégier l efficacité

57 Primum non nocere Balance bénéfice/risque MACROLIDES BACTERICIDIE - β-lactamines +++ FLUOROQUINOLONES +++ GLYCOPEPTIDES + TOXICITE SEVERITE AMINOSIDES ++++

58 Chez la femme enceinte Non contre-indiqués : β-lactamines Groupe MLS Contre-indiqués au premier trimestre : Rifampicine Métronidazole Contre-indiqués sauf indication majeure : Glycopeptides Aminosides Cotrimoxazole Contre-indiqués : Cyclines Fluoroquinolones

59 Diffusion tissulaire Certains tissus et organes ne sont pas propices à la diffusion des antibiotiques : LCR et cerveau Prostate Oeil Os Végétations dans l endocardite infectieuse Utiliser des ATB à bonne diffusion : C3G, fluoroquinolones, fosfomycine, a. fusidique, rifampicine

60 Points essentiels Classes principales d ATB β-lactamines glycopeptides aminosides macrolides fluoroquinolones Résistances absence de cible imperméabilité dégradation enzymatique modification de la cible Antibiogramme / CMI Maniement des ATB balance bénéfice/risque associations spectre d activité résistance naturelle résistance acquise résistances croisées résistances associées

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