ANTIBIOTIQUES. Dr Monique Chomarat MCU-PH Faculté de Médecine Lyon-Sud Charles Mérieux. M. Chomarat

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1 ANTIBIOTIQUES Dr Monique Chomarat MCU-PH Faculté de Médecine Lyon-Sud Charles Mérieux

2 Les conditions de l activité d un antibiotique sur une bactérie - posséder une cible bactérienne spécifique - demeurer sous forme active - accéder à la cible - interagir efficacement avec la cible, en l inactivant 1 de ces conditions absentes : souche résistante

3 Résistance naturelle Absence de cible Mycoplasmes et β-lactamines Cible inaccessible Bactéries à Gram négatif et glycopeptides Inactivation de l antibiotique Klebsiella et amoxicilline Cibles sans affinité Bactéries à Gram + et aztréonam Cela définit le spectre d activité d un antibiotique : cf Vidal avec liste des espèces sensibles et des espèces résistantes

4 Spectre d activité d un antibiotique Exemple pour l amoxicilline : extrait du Vidal 2009 SPECTRE Les concentrations critiques séparent les souches sensibles des souches de sensibilité intermédiaire et ces dernières, des résistantes : S <= 4 mg/l et R > 16 mg/l ; CMI pneumocoque : S <= 0,5 mg/l et R > 2 mg/l (à titre provisoire). La prévalence de la résistance acquise peut varier en fonction de la géographie et du temps pour certaines espèces. Il est donc utile de disposer d'informations sur la prévalence de la résistance locale, surtout pour le traitement d'infections sévères. Ces données ne peuvent apporter qu'une orientation sur les probabilités de la sensibilité d'une souche bactérienne à cet antibiotique. Lorsque la variabilité de la prévalence de la résistance en France est connue pour une espèce bactérienne, la fréquence de résistance acquise en France (> 10 % ; valeurs extrêmes) est indiquée entre parenthèses. --- Espèces sensibles : - Aérobies à Gram + : Corynebacterium diphtheriae, Enterococcus faecalis, Erysipelothrix rhusiopathiae, Listeria monocytogenes, Nocardia asteroides (50-80 %), streptococcus, Streptococcus bovis, Streptococcus pneumoniae (15-35 %). - Aérobies à Gram - : Actinobacillus actinomycetemcomitans, Bordetella pertussis, capnocytophaga, eikenella, Escherichia coli (30-50 %), Haemophilus influenzae (20-35 %), Haemophilus para-influenzae (10-20 %), Helicobacter pylori, Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Pasteurella multocida, Proteus mirabilis (10-40 %), salmonella (0-40 %), shigella (0-30 %), Streptobacillus moniliformis, Vibrio cholerae. - Anaérobies : actinomyces, clostridium, eubacterium, fusobacterium, peptostreptococcus, porphyromonas, prevotella (60-70 %), Propionibacterium acnes, veillonella. - Autres : bartonella, borrelia, leptospira, treponema. --- Espèces modérément sensibles (in vitro de sensibilité intermédiaire) : - Aérobies à Gram + : Enterococcus faecium (40-80 %). --- Espèces résistantes : - Aérobies à Gram + : staphylococcus. - Aérobies à Gram - : acinetobacter, alcaligenes, Branhamella catarrhalis, campylobacter, Citrobacter freundii, Citrobacter koseri, enterobacter, Klebsiella oxytoca, Klebsiella pneumoniae, legionella, Morganella morganii, Proteus rettgeri, Proteus vulgaris, providencia, pseudomonas, serratia, Yersinia enterocolitica. - Anaérobies : Bacteroides fragilis. - Autres : chlamydia, mycobacterium, mycoplasma, rickettsia.

5 Résistance acquise Certaines souches d une espèce normalement sensibles à un antibiotique sont devenues résistantes à cet antibiotique : Cible de l antibiotique est devenue inaccessible Cible de l antibiotique a disparu L antibiotique n est plus actif Cette résistance ne peut être mise en évidence que par des tests au laboratoire : CMI ou antibiogramme

6 CMI Concentration Minima Inhibitrice = la + petite [ATB] qui empêche la multiplication bactérienne Moyens de détermination : Milieu liquide Milieu gélosé E-Test

7 Bactériostase

8 Antibiogramme Tester 1 souche vis-à-vis de plusieurs antibiotiques Bactériostase Technique en diffusion Technique automatisée

9 Courbes de concordance

10 Courbes de concordance

11 Catégorisation clinique c C mg/l SENSIBLE INTERMEDIAIRE RESISTANT mm D d

12 Modes d action des antibiotiques 1. Action sur la paroi par inhibition de la synthèse du peptidoglycane β-lactamines, glycopeptides, fosfomycine 2. Action sur la membrane cytoplasmique polymyxines 3. Action sur la synthèse protéique Aminosides, macrolides, lincosamides, synergistines, kétolides (MLSK), tétracyclines 4. Action sur la réplication de l ADN fluoroquinolones 5. ATB inhibant les β-lactamases Acide clavulanique, tazobactam

13 Action sur la paroi β-lactamines Pénicillines Céphalosporines Monobactames Carbapénèmes Glycopeptides Fosfomycine

14 N-acétyl-Glucosamine Ac. N-acétylMuramique N-acétyl-Glucosamine Ac. N. ac.-muramique L-R1 L-R1 Tétrapeptide D-Glu L-R3 D-Glu L-R3 D-Ala D-Ala Ac. N-acétylMuramique N-acétyl-Glucosamine Ac. N-acétyl-Muramique N. ac.-glucosamine Figure 1 : Structure générale du peptidoglycane

15 cytoplasme UTP N-Acétyl-glucosamine-P Pyruvyl-transférase - FOSFOMYCINE NAcGlc NacMur NacMur L-Ala D-Glu L-Lys D-Ala D-Ala Phosphoenol-pyruvate Fixation des acides aminés

16 PAROI Glycosyltransférases NacMur NacGlc NacMur NacGlc NacMur L-Ala D-Glu L-Lys D-Ala D-Ala Gly (5) D-ala L-Lys D-Glu L-Ala NacMur NacGlc NacMur NacGlc Carboxypeptidases L-Ala D-Glu L-Lys D-Ala D-Ala Gly (5) D-ala L-Lys D-Glu L-Ala Transpeptidases Gly (5) NacMur NacGlc NacMur NacGlc NacMur

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18 Principe d'action des inhibiteurs de β-lactamases sans inhibiteur avec inhibiteur β Lase ATB β Lase β Lase espace périplasmique β Lase β Lase INH β Lase INH INH PLP PLP PLP PLP Pas d'action Action

19 Mécanisme d action des glycopeptides

20 Action sur la réplication de l ADN Fluoroquinolones

21 Les quinolones : mécanisme d'action ο Inhibition de la réplication de l'adn :» formation d'un complexe stable : ADN - gyrase - quinolone A A quinolone B B ADN» l'adn reste sous forme ouverte mort de la bactérie

22 Action sur la synthèse protéique Aminosides Macrolides, Lincosamides, Synergistines, Kétolides (MLSK) Tétracyclines Chloramphénicol Etc

23 Les aminosides ο ο ο ο ο une structure commune un spectre d'activité large une activité bactéricide puissante une diffusion tissulaire limitée une toxicité importante

24 Les aminosides ο streptomycine : isolée en 1943 à partir de Streptomyces griseus ο depuis nombreuses molécules isépamicine ο 2 axes pour la recherche : modification des groupements pour éviter leur inactivation amélioration de leur tolérance rénale et neurologique

25 Les aminosides : mécanisme d'action ME EDP I EDP II II MP?

26 Pourquoi associer des antibiotiques? Pour : Élargir le spectre d activité Augmenter la bactéricidie Traiter des infections polymicrobiennes Eviter la sélection de mutants résistants On n associe jamais deux antibiotiques de la même famille (ou exceptionnellement)

27 SYNERGIE Effet (A + B) > effet A + effet B Additivité Effet (A + B) = effet A + effet B Indifférence Effet (A + B) = effet A ou effet B Antagonisme Effet (A + B) < effet A ou effet B

28 Synergie et addition Bactéricidie

29 Sélection de mutants résistants pour un antibiotique donné Inoculum bactérien - foyer infectieux - in vitro - biotopes - autres Bactéries sensibles Bactéries résistantes CMIs < CMIr Si concentration [ C ] en présence des bactéries [ C ] > CMIs > CMIr [ C ] < CMIs < CMIr [ C ] > CMIs < CMIr Eradication Echec primaire Mutants résistants

30 Mécanismes de résistance

31 La paroi bactérienne Gram - Gram +

32 4 mécanismes de résistance 1. Imperméabilité 2. Phénomène d efflux actif 3. Modification de la cible 4. Sécrétion d enzymes inactivatrices

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34 Pompes à efflux actif

35 ο Différentes familles :» Les pénicillines» Les céphalosporines» Les pénèmes» Les monobactames Les β-lactamines ο Une même structure ο Un même mécanisme

36 Chez les entérobactéries Groupe 1 E. coli, Shigella, Salmonella, P. mirabilis Groupe 2 Klebsiella, Citrobacter koseri Groupe 3 Groupe 4 Enterobacter, Serratia, Morganella, Providencia, etc. Yersinia enterocolitica, Serratia fonticola En fait, à l heure actuelle, on parle de 6 groupes Groupe 0 : Salmonella et P. mirabilis dépourvus à l état sauvage de β-lactamase Groupe 1 : E. coli et Shigella : céphalosporinase à très bas niveau Groupe 5 : céfuroximase P. vulgaris, P. penneri Groupe 6 : BLSE chromosomique Kluyvera

37 Résistance aux β-lactamines Groupes 0 et I Groupe II Pénicillinase (Pase) Groupe III Céphalosporinase (Case) Groupe IV Pase + Case Pénicillines A S R R R Carboxipénicillines S R S R Uréidopénicillines S R S R Céphalosporines génération I S S R R Céphalo. II génération S S S/R S Céphalo. III génération S S S S Carbapénèmes S S S S Inhibiteurs β-lactamase S S R R

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39 BLSE/HCase BLSE Hypersécrétion de Case Pénicillines A Carboxipénicillines Uréidopénicillines Céphalosporines I génération Céphalo. II génération Céphalo. III génération Carbapénèmes Inhibiteurs β-lactamase R R R R R S/I/R S S/I/R R R R R R R S R

40 Carbapénémases Enzymes n entraînant pas toujours une augmentation suffisante des CMI pour donner une catégorisation I ou R Toute diminution de diamètre d inhibition doit faire rechercher un mécanisme éventuel de résistance. Tout patient hospitalisé à l étranger doit être l objet d une recherche de BMR + carbapénémase dans un écouvillonnage rectal

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42 Chez les staphylocoques Deux mécanismes de résistance aux β-lactamines : Sécrétion d une pénicillinase plasmidique, inductible Présente chez 90 % des staphylocoques Résistance à péni G, A, carboxy et uréido-pénicillines mais Sensibilité à péni M et aux IBL Modification de la cible, PLP2a, codée par le gène meca 30 % de SARM à l hôpital Existent en ville SARM co (communautaire) Résistance à toutes les β-lactamines, y compris les IBL Une souche de staphylocoques résistante à la méticilline est alors résistante à toutes les bêta-lactamines

43 Résistance croisée C est le même mécanisme de résistance qui est en cause Sur l antibiogramme, le résultat à une molécule antibiotique pourra être extrapolée aux autres antibiotiques Ex : une souches de SARM = souche résistante à toutes les β-lactamines

44 Résistance associée Ce sont DEUX mécanismes de résistance qui sont en cause, fréquemment associés mais non obligatoirement Qui touchent deux familles d antibiotiques Exemple : le SARM Résistance associée aux fluoroquinolones Résistance associée aux aminosides

45 Chez Streptococcus pneumoniae Pas de sécrétion de pénicillinase : Pas d intérêt d utilisation de l acide clavulanique Modification des PLP : gène mosaïque Sensibilité diminuée à la péni G Comportement anormal vis-à-vis de toutes les β- lactamines mais elles demeurent utilisables en thérapeutique Pas ou très peu de souches C3G-R Liée à l utilisation exagérée d antibiotiques

46 Résistance aux glycopeptides 65

47 GLYCOPEPTIDES - ENTEROCOQUES Résistance acquise Résistance naturelle Génotype van A van B van C van C Phénotype van A van B van C van C CMI vanco CMI teico ,5-1 0,5-1 Expression inductible inductible constitutive constitutive Support plasmidique transposon chromosome chromosome Espèces d après R. Leclercq E. faecium E. faecalis E. avium E. durans E. faecium E. faecalis E.gallinarum E.flavescens E.casseliflavus

48 Staphylocoques Vanco S R S R Teico S R R S 1: S. epidermidis 2: S. aureus 3: S.epidermidis 4: S. aureus

49 QUINOLONES ET STAPHYLOCOQUES Résistance naturelle des staphylocoques aux quinolones de 1ère génération. Equivalence entre toutes les molécules de fluoroquinolones Chez les staphylocoques : 1 fluoroquinolone = TOUTES

50 AMINOSIDES ET STAPHYLOCOQUES ENZYME KANA TOBRA GEN APH (3 ) R S S ANT (4 ) R R S APH (2 )- AAC (6 ) R R R Kana = Amika = Isépa Tobra = Dibé Genta = Nétro Quand une souche de staphylocoque est résistante à la gentamicine alors elle est résistante à tous les aminosides

51 STREPTOCOQUES et AMINOSIDES BAS NIVEAU DE RESISTANCE NATURELLE dû à un transport actif inefficace à travers la membrane HAUT NIVEAU DE RESISTANCE -rarement une mutation -acquisition d enzymes inactivatrices

52 AMINOSIDES et STREPTOCOQUES Haut niveau de résistance entraîne la perte de synergie avec les : Bêta-lactamines Glycopeptides Importance essentiellement dans le traitement des endocardites 52