Mécanismes de résistance aux antibiotiques

Mécanismes de résistance aux antibiotiques D. Decré ATB - 2009

FACTEUS D ACTIVITE DES ANTIBIOTIQUES Cahier des charges d un ATB = être présent au contact de la cible à concentration suffisante pour l inhiber Vitesse de pénétration paroi membrane cytoplasmique Capacité de concentration / cible spécifique Affinité / cible

PAOI BACTEIENNE Peptidoglycane (PG) ou muréine : composant essentiel de la paroi des bactéries Gram(+) et Gram(-) Porine LPS Membrane externe PG Espace périplasmique Membrane cytoplasmique GAM + GAM - Protéine liant les Pénicillines β-lactamase

CAACTEE NATUEL OU ACQUIS DE LA ESISTANCE ésistance naturelle Caractéristique d une espèce bactérienne Phénotype normal «sauvage» ésistance acquise Comportement «anormal» de certaines souches d une espèce évolutives, fréquence variable capacités d adaptation +++ Phénotype résistant Définit le spectre d activité des ATB Espèces habituellement S modérément S ou Modifications génétiques mutations acquisition de gènes étrangers (plasmides, transposons, intégrons)

PHENOTYPE SAUVAGE ET ESISTANT Comportement d une souche donnée / ensemble d ATB Indispensable / prescription et efficacité des ATB Permet d envisager le mécanisme de en cause puis déduire les conséquences lecture interprétative Impose la connaissance : des phénotypes sauvages des espèces bactériennes des mécanismes de possibles et probables Outil épidémiologique ++ surveillance de la diffusion des souches émergence de nouvelles résistances

SUPPOT GENETIQUE DE LA ESISTANCE end compte de l évolution et de la fréquence des résistances CHOMOSOMIQUE Spontanée, rare, stable, Spécifique de l ATB PLASMIDIQUE ou TANSPOSABLE +/- stable Transmission verticale verticale Transmission horizontale même espèce ou espèces différentes Dissémination de la = descendance = épidémies de souches Dissémination de la = épidémies de souches de plasmides, de gènes

CAACTEISTIQUES DES MUTATIONS Caractéristiques stables, héréditaires (verticale) spontanées (révélées mais non créées par ATB) rares mais inévitables (10-6 10-10 ) spécifiques d un ATB ou d une famille d ATB Affectent pénétration (ex: diminution de porine) structure de la cible (liaison)

FACTEUS FAVOISANTS LA SELECTION DE MUTANTS Bactérie Mécanisme de entraînant S résulte d une seule étape Proportion élevée de mutants (fréquence) Existence d un bas niveau de (naturel ou acquis) ATB CMI (S) < conc locale < CMI () Bactéricidie sur population S Foyer infectieux Inoculum +++ Site empêchant le drainage Corps étranger

La mobilité des gènes Les plasmides Les transposons Les cassettes des intégrons

ELEMENTS GENETIQUES MOBILES Plasmides > ADN bicaténaire, circulaire, extrachromosomique réplication autonome > Supports de différents types de gènes gènes de réplication, de transferts, de Transposons «Gènes sauteurs» Séquences d ADN capables de transférer sans homologie entre les ADN et indépendamment des fonctions de recombinaison de la bactérie hôte Transfert entre 2 plasmides ou entre plasmide et chromosome Cassettes des intégrons Contient un ou plusieurs gènes de = cassettes Capture de gènes mobiles Intégration de nouveaux gènes

Mutation ponctuelle Gly-Val-His-Tyr Gly-Leu-His-tyr Mobilisation de gènes transposons - intégrons chromosome plasmides Transferts +++

Mécanismes d action des antibiotiques : les cibles 1- Inhibition de la synthèse de la paroi β-lactamines Glycopeptides Fosfomycine 2- Altération de la membrane cytoplasmique Polymixines 3- Inhibition de la synthèse des protéines Aminosides - Macrolides Cyclines - Chloramphénicol Acide fusidique - Linézolide 4- Interaction avec la synthèse de l ADN/AN Quinolones ifampicine Sulfamides - Triméthoprime Imidazolés

MECANISME D'ACTION DES ATB - CIBLES Mécanisme d'action Familles d'atb Inhibiteurs de la synthèse de la β-lactamines (PBP) paroi bactérienne (PG) Glycopeptides (D-Ala-D-Ala) Fosfomycine (précurseurs) Inhibiteurs de la synthèse Aminosides (ribosome) des protéines Tétracyclines (SU 30S) Chloramphénicol (SU 50S) MLS (SU 50S + ANt) Acide fusidique (élongation) Inhibiteurs de la synthèse des AN ou du fonctionnement de l ADN synthèse des précurseurs Sulfamides réplication de l'adn Quinolones inhibition de l'an polymérase ifampicine Détergents de la membrane Polypeptides cytoplasmique

Les grands mécanismes de résistance 1 Diminution d accumulation de l ATB - Défaut de pénétration de l ATB = IMPEMÉABILITÉ - Efflux actif (système énergie dépendant) = EXCÉTION 2 Inactivation de l ATB = SYSTÈME ENZYMATIQUE 3 Problème de cible = AFFINITÉ - modification - nouvelle voie de synthèse («by-pass») De la nature du mécanisme dépend à haut ou bas niveau croisée entre plusieurs ATB

MECANISME D ACTION DES β-lactamines Pénicillines céphalosporines monobactames carbapénèmes ATB bactéricides Inhibition de la synthèse du peptidoglycane (dernière étape de la synthèse de la paroi) Analogie de structure β-lactamine et di-peptide D-Ala-D-Ala β-lactamines = substrat suicide pour les enzymes cibles Cibles = enzymes de la synthèse du PG = PLP ou PBP complexe ATB-enzyme irréversible Pénétration = porines (BGN) molécules hydrophiles (sauf péni-g et M)

ESISTANCE AUX β-lactamines β-lactamases POINES GAM + S. aureus (P ase ) GAM- H. influenzae B. catarrhalis Entérobactéries +++ P. aeruginosa Acinetobacter P. aeruginosa Entérobactéries EFFLUX CIBLE Staphylocoques Streptocoques S. aureus méti- E. faecalis, E. faecium S. pneumoniae BGN

ESISTANCE NATUELLE AUX β-lactamines Essentiellement fonction de la structure de la paroi et production naturelle d enzymes inactivatrices Imperméabilité BGN (entérobactéries, Pseudomonas) pénicillines hydrophobes (péni-g et M) Cible Bactéries Gram +, bactéries anaérobies monobactames β-lactamases naturelles BGN +++ : entérobactéries, aérobies stricts (P. aeruginosa..)

DEFINITION DES β-lactamases (1) Naturelles Acquises Chromosomiques (naturelles +++) transférables (plasmidiques transposables) dissémination +++ Diversité des types enzymatiques Mécanisme prépondérant chez BGN

DEFINITION DES β-lactamases (2) différents types d enzymes / substrats préférentiels Pénicillines pénicillinases β lases à large spectre Céphalosporines céphalosporinases Pénicillines + β lases à spectre étendu céphalosporines imipénémases mode d expression en présence d inducteur -Constitutive (production constante bas niveau) -Inductible production x 10-100, réversible naturelle aux molécules qui sont à la fois substrat et inducteur

Evolution des ß-lactamases Intérêt médical carbapénèmes carbapénèmases Inhibiteurs enzymatiques céphalosporinases plasmidiques ß-lactamases TI-IT Céphalosporines de 3eme génération (C3G) ß-lactamases à spectre élargi céphalosporinases hyperproduites ampicilline ß-lactamases à spectre large céphalosporinases inductibles 1944 1955 1965 1980 1990

GOUPE PENICILLINASES Hydrolyse +++ des pénicillines et dérivés Inhibées par les inhibiteurs de β-lactamase (ac. clavulanique tazobactam) Pénicillinase chromosomique AMX Activité inhibitrice de l acide clavulanique Pénicillinase plasmidique haut niveau AMX AMC AMC K. pneumoniae E. coli AMX AMC S AMX AMC (s)/i/

GOUPE PENICILLINASE Pénicillinases des staphylocoques S. aureus (4 types) > 85% des souches décrites chez E. faecalis et E. faecium hydrolyse des pénicillines SAUF pénicillines M β-lactamases à large spectre (BGN +++) aux amino- carboxy- et uréidopénicillines naturelles : Klebsiella, C. diversus (C. koseri) acquises chez toutes entérobactéries (TEM, CAB, OXA) β-lactamases à spectre étendu (BLSE) Elargissement du spectre aux C3G, aztréonam, cefpirome, céfépime acquises chez toutes entérobactéries

Exemple de transposition évolution (mutation) β-lactamase SHV-1 de Klebsiella pneumoniae Evolution du gène SHV Conséquences sur la résistance K Gène SHV-1 Chromosomique 1 seul gène bas niveau Amoxicilline ticarcilline [pipéracilline]] TANSPOSITION K K MUTATION SHV-2 = BLSE AUTES MUTATIONS Nouvelles enzymes BLSE SHV-3 SHV-4 Plasmidique multi copies haut niveau Amoxicilline ticarcilline pipéracilline C1G C2G Plasmidique - haut niveau SPECTE ETENDU ou ELAGI Amoxicilline ticarcilline pipéracilline C1G C2G C3G, ATM, Céfépime, Cefpirome

EVOLUTION DES β-lactamases A LAGE SPECTE Chromosomiques naturelles Plasmidiques acquises (constitutives) (transferts +++) K. oxytoca K. pneumoniae SHV-1 Entérobactéries TEM-1 TEM-2 Hyperproduction Ctx, Atm (Cpo, Fep) Transposition plasmide qtité enz niv de MUTATIONS ponctuelles SHV-2 SHV-9 TEM-3 TEM-42 = BLSE C3G, monobactames Céfépime, cefpirome K. pneumoniae initialement puis toutes espèces d entérobactéries Nouvelles BLSE non dérivées TEM ou SHV P ases résistantes aux inhibiteurs TI ou IT

ß-lactamase à spectre étendu (BLSE) Inhibiteurs de ß-lactamase CAZ AMC CTX CAZ AMC CTX TCC ATM IMP TCC ATM IMP FEP MOX FEP MOX images de synergies C3G/ Ac clav Antibiotiques stables MOX - IMP

1993 1998 CCLIN Paris N DGS 1999 BM -APHP

Evolution de l incidence des EBLSE dans le monde : le cauchemar nouvelles BLSE mobilisation de gènes : le génie des bactéries changement d hôte recrudescence de E. coli, salmonelles changement épidémiologiques Infections communautaires Diffusion vétérinaire association de malfaiteurs BLSE + C ase ou BLSE + MBL BLSE + C ase + MBL

Émergence et dissémination des BLSE de type CTX-M BLSE de type non-tem, non-shv BLSE caractérisées par une activité hydrolytique plus élevée envers le céfotaxime que la ceftazidime à quelques exceptions près Plus fortement inhibées par le tazobactam que l acide clavulanique Haut degré d homologies avec des β-lactamases d entérobactéries de l environnement

CEPHALOSPOINASES Hydrolyse +++ des céphalosporines NON inhibées par les inhibiteurs de β-lactamases ésistance à amino- (+ac. clavu), C1G (± C2G, céfoxitine) Naturelles chromosomiques E. coli : non détectable chez souches sauvages Inductibles Enterobacter, Serratia, Citrobacter freundii, Morganella, Pseudomonas aeruginosa Acquises = transférables = mobilisation des gènes de différentes espèces C. freundii (CMY), M. morganii (DHA), Hafnia (ACC) décrites chez K. pneumoniae, Salmonelles, P. mirabilis.

INDUCTION / DEEPESSION Synthèse de céphalosporinase à bas niveau Le gène codant pour la synthèse est réprimé promoteur opéron répresseur Gène fonctionnel céphalosporinase HN Synthèse de céphalosporinase à haut niveau par un inducteur inducteur I éversible en absence d inducteur I Gène fonctionnel céphalosporinase HN Mutant déréprimé (10-6 10-7 ) Non reconnu par le répresseur

Entérobactéries groupe 3 C ase bas niveau C ase dérépression partielle C ase dérépression totale AMX PIP AMX PIP AMX PIP AMC CTX AMC CTX AMC CTX ATM IMP ATM IMP ATM IMP Pas d inhibition par ac. clavulanique Antibiotique stable IMP

EVOLUTION DES CEPHALOSPOINASES INDUCTIBLES NATUELLES (phénotype sauvage) CONSTITUTIVES Enterobacter, Serratia Escherichia coli C. freundii, Proteus indole + Phénotypes résistants Mutants hyperproducteurs = DEEPIMES (10-5 10-7 ) mutations des gènes régulateurs ou mutants de promoteur (E. coli) Niveau stable, variable selon les espèces Céphalosporinases plasmidiques Klebsiella, Proteus mirabilis, Salmonella.

PHENOTYPES DES ENTEOBACTEIES 3 GOUPES PINCIPAUX GOUPE 1 : sensible aux β-lactamines Escherichia coli, Proteus mirabilis, Salmonella, Shigella E. coli : c ase très BN non détectable chez souches sauvages GOUPE 2 : productrices de P ase Klebsiella, Levinea (Citrobacter diversus ou koseri) GOUPE 3 : productrice de C ase inductible Enterobacter, Serratia, Citrobacter freundii, proteus indole+ (Providencia, morganella)

Les «pénicillinases» : arbre de diagnostic ex Entérobactéries Groupe 1 : E.coli, Proteus mirabilis, Salmonella, Shigella Colistine S. coli, salmonella, shigella Amoxicilline S ==> autres BL S phénotype sauvage souche sensible Amoxicilline Amox + clavulanate S ou I + Ticarcilline Colistine Proteus mirabilis Pénicillinase Ticarcilline- C3G +synergie C3G / amoxy clav BLSE Céfalotine S P ase BN Céfalotine I/ P ase HN Cefalotine S/I P ASE TI

PIP TPZ AMX TIC Escherichia coli sauvage FOX CAZ AMC CTX S β-lactamines CF TCC ATM IMP AN NET TM GM MA FEP MOX CIP OFX PEF PI S aminosides S quinolones CS TET SXT FOS S colistine, cyclines, bactrim, fosfomycine furanes FT

Escherichia coli PIP TPZ AMX TIC Pénicillinase HN FOX CAZ AMC CTX haut niveau pénicillines estauré par les inhibiteurs CF TCC ATM IMP Hydrolyse partielle des C1G, C2G MA FEP MOX

PIP TPZ AMX TIC Escherichia coli P ase TI P ase acquise pénicillines FOX CAZ AMC CTX NON restauré par les inhibiteurs CF TCC ATM IMP Touche peu ou pas les C1G, C2G MA FEP MOX

Les «pénicillinases» : arbre de diagnostic ex Entérobactéries Groupe 2 : Klebsiella, C. diversus ou koseri Phénotype SAUVAGE (P ase bas niveau) Amoxicilline-, Ticarcilline-, Pipéracilline-I Pénicillines + inhibiteurs-s, C1G-S Amoxicilline+Clav-s/I/ C1G-I, C2G-I P ase acquise C1G-, C2G- C3G-I/ + synergie avec clav BLSE

PIP TZP AMX TIC Citrobacter diversus sauvage FOX CAZ AMC CTX Hydrolyse des pénicillines bas niveau = diamètre Amx, Tic CF TCC ATM IMP estauré par les inhibiteurs Image de synergie MA FEP MOX S aux autres β-lactamines

Les céphalosporinases : arbre de diagnostic Ex: Enterobactéries Groupe 3 : Enterobacter, Proteus I+, Serratia, C. freundii Amoxicilline Amoxy + clavulanate ticarcilline S Amoxi-clav S P. vulgaris C1G + C2G v I/S cefamandole I/S céfuroxime I/S céfoxitine E. agglomerans, hafnia P. rettgeri, P. stuartii /I,cefamandole céfuroxime S céfoxitine S. marcescens C ase BN I/ cefamandole I/ céfuroxime céfoxitine P.morganii, C. freundii E. cloacae, aerogenes Toujours + que les autres C3G /I Cefepime/cefpirome les plus stables C ase HN

Enterobacter cloacae PIP TPZ AMX TIC sauvage FOX CAZ AMC CTX Hydrolyse des C1G et pénicillines peu stables (amino) NON restauré par les inhibiteurs CF TCC ATM IMP C ase inductible = antagonismes MA FEP MOX S pénicillines (carboxy-, uréido-), C3G, ATM, FEP, CPO, MOX, IMP

TPZ PIP AMX TIC FOX CAZ AMC CTX Enterobacter cloacae Hyperproducteur de C ase Hydrolyse de l ensemble des β-lactamines CF TCC ATM IMP Non restauré par les inhibiteurs MA FEP MOX Les plus stables céfépime, cefpirome imipénème + imperméabilité (moxa-i)

PIP TPZ AMX TIC Escherichia coli Céphalosporinase HN FOX CAZ AMC CTX Hydrolyse des pénicillines, C1G, C2G, céfoxitine, C3G, ATM Diamètre CAZ toujours << CTX CF TCC ATM IMP Non restauré par les inhibiteurs MA FEP MOX Molécules les plus stables Cefpirome, Céfépime Imipénème-S

TPZ PIP AMX TIC Enterobacter cloacae HC ase + imperméabilité FOX CAZ AMC CTX à l ensemble des β-lactamines dont les plus stables (cefpirome, céfépime) et imipénème CF MA TCC FEP ATM MOX IMP Association de 2 mécanismes hyperproduction C ase + imperméabilité

β-lactamases et BGN Le mouvement perpétuel BLSE chez Pseudomonas aeruginosa et Acinetobacter Chez Acinetobacter : ex: épidémie de VEB BLSE avec extension de la aux carbapénèmes GES (pyo, entérobactéries) KPC-1 (K. pneumoniae, épidémies USA, Israël) Dissémination des céphalosporinases plasmidiques ( salmonelles) Carbapénémases (non inhibées par l acide clavulanique) Plasmidiques Pyo (Japon +++), K. pneumoniae (Grèce +++) Spectre d hydrolyse large sauf aztréonam

PHENOTYPES DES ENTEOBACTEIES P ase BN P ase C ase BN C ase BN C ase BLSE Groupe II acquise inductible + P ase déréprimée Péni-A Péni-A+ clavu S S/I/* S/I Ticar S Ticar+clavu S S/I/* S S/I Pipéra I/ S I/ Pipéra+Tz S S/I* S S/i C1G S I C2G S I V I Moxalactam S S S S C3G S S S S Cefpirome S S S S Céfépime S S S S Imipénème S S S S * Fonction du niveau de production ; aux inhibiteurs si TI I/ S S/i S/i S S/I S S I/ I/ I/ S

ESISTANCE AUX β-lactamines PA DEFAUT D ACCUMULATION L exemple de P. aeruginosa Imperméabilité ésistance à l imipénème Déficit en porine D2 combinée à l hydrolyse de IMP par la C ase non enzymatique ou intrinsèque ou imperméabilité large Ex: souches ticar- sans production de P ase En fait lié aux pompes à efflux (surexpression) exemples : mexa mexb oprm β-lactamines (ticar-atm) [PIP-S, CAZ-S, IMP-S] + quinolones, cyclines, chloramphénicol mexc mexd oprj β-lactamines zwitterion (céfépime, cefpirome) + quinolones, cyclines, chloramphénicol mexe mexf oprn IMP-s/I (TIC-S, ATM-S), FQ-I

ESISTANCE PA DEFAUT D ACCUMULATION OU EXCETION OU EFFLUX ACTIF ATB Membrane externe Protéine du canal Protéine de liaison Opr Membrane cytoplasmique Protéine de transport POMPE (Mex) Systèmes capables d expulser des ATB de familles différentes β-lactamines, quinolones, cyclines, quinolones Mex : Multidrug efflux

Pseudomonas aeruginosa : arbre de diagnostic Souche sauvage (C ase bas niveau) Amoxy- Amoxy+ac. clav- C1G- C2G- Céfotaxime- Ticar, Pipéra-S, Cefta-S, Aztréonam-S, Céfépime-S, Imipénème-S Ticar-, Pip- TCC-S TPZ-S Cefta-S P ase acquise Pénicillines-I/ TCC-I/, TZp-I/ C3G-I/ C ase HP Ticar, TCC-I/ Atréonam-I/ Pip-S, TZP-S Cefta-S Efflux Imipénème-I/ porine D2 ou efflux ou imipénémase

Pseudomonas aeruginosa sauvage PIP TZP AMX TIC FOX CAZ AMC CTX C ase naturelle inductible Hydrolyse des C1G, C2G et certaines C3G (céfotaxime) et des pénicillines peu stables (aminopénicillines) NON restaurée par les inhibiteurs CF MA TCC FEP ATM MOX IMP CFS Sensibilité : carboxypénicillines, uréidopénicillines CAZ, ATM, FEP IMP

Pseudomonas aeruginosa TPZ PIP AMX TIC FOX CAZ AMC CTX C ase hyperproduite TIC I CTX CAZ I CF TCC ATM IMP IMP Imperméabilité D2 ou efflux (MexE-MexF-OprN) MA FEP MOX CFS

Pseudomonas aeruginosa TZP PIP AMX TIC FOX CF MA CAZ TCC FEP AMC ATM MOX CTX IMP CFS Efflux (MexA-MexB-OprM) TIC, TCC I ATM I CAZ S IMP S Pas de synergie ØTCC = TICØ CAZ > ATM

PIP TPZ AMX TIC Pseudomonas aeruginosa FOX CF CAZ TCC AMC ATM CTX IMP Imperméabilité spécifique (prot D2) ou Efflux actif MexE-MexF-OprN MA FEP MOX CFS

Pseudomonas aeruginosa VIM-2

MECANISME D ACTION DES AMINOSIDES ATB bactéricides Inhibition de la synthèse protéique altération des étapes de traduction protéines non fonctionnelles Cibles = protéines ribosomales (AN 16S) Pénétration Passive = paroi Gram (+) PG ; Gram(-) : porines (+ voie du LPS) Active = membrane cytoplasmique (système ATP dépendant, système de transport des électrons)

ésistance naturelle aux aminosides Défaut de pénétration (énergie-dépendant) Bactéries à métabolisme anaérobie (streptocoques, anaérobies strictes) à bas niveau (synergie avec β-lactamines) Synthèse naturelle d enzymes inactivatrices chromosomiques bas niveau souvent non détectables S. marcescens (AAC(6 )) Tb,Nt, Amk S (genta-s) Providencia sp. (AAC(2) Ge, Tb, Nt S I (amika-s) Enterococcus faecium K-Amk

ESISTANCE ACQUISE AUX AMINOSIDES Inactivation enzymatique +++ Support plasmidique - transposable Gram (+) : staphylocoques, streptocoques (perte de la synergie avec les β-lactamines) Gram (-) : entérobactéries, Pseudomonas, Acinetobacter Modification de la perméabilité Altération du transport chromosomique ésistance croisée à tous les AG (ex: P. aeruginosa)

ESISTANCE ENZYMATIQUE AUX AMINOSIDES 3 classes acétyl transférases (AAC) phosphotransférases (APH) nucléotidyl transférases (ANT) Chaque enzyme profil de substrat Phénotypes composites > 1 enzyme Streptocoques Staphylocoques Entérobactéries Phénotypes K Nm [A] KT [A] KTG [A Nt] G KGT KGTNt KTNtA Enzymes APH(3 ) ANT(4 ) APH(2 )AAC(6 ) AAC(3)-I AAC(3)-II ANT(2 ) AAC(6 ) Connaître les phénotypes impossibles ex: Entérobactéries isolée à Nt ou Amk [Nt-amk] ou [Genta-Amk] ou [Genta-Nt]

AMINOSIDES : PHENOTYPES (enzymes) entérobactéries Phénotype Ge Tb Nt Amk enzyme Sauvage S S S S Aucune* G S S S AAC(3)I KTG S S ANT(2 ) KTGNt S AAC(3)-II, V KTNtA S AAC(6 )-IV * sauf Serratia, Providencia

ESISTANCE AUX β-lactamines PA MODIFICATION DE LA CIBLE : S. PNEUMONIAE Apparition de nouvelles PLP recombinaisons génétiques avec d autres espèces de streptocoques à la pénicilline-g + autres β-lactamines (degrés divers) BAS NIVEAU 0.125 < CMI péni-g 1 HAUT NIVEAU CMI péni-g > 1 aux macrolides +++ associées +++

MECANISME D ACTION DES QUINOLONES ATB bactéricides Inhibition de la synthèse d ADN Cibles = topoisomérases ADN gyrase (A, B) surenroulement de l ADN (réplication transcription) Topoisomérase IV décaténation des chromosomes Pénétration par diffusion passive membrane externe des G(-) : porines + voie du LPS

ESISTANCE NATUELLE AUX QUINOLONES Bactéries Quinolones I FQ Nouvelles FQ ac. nalidixique ofloxacine ciprofloxacine moxifloxacine Entérobactéries H. influenzae S S S Gonocoque S. aureus S S P. aeruginosa S (cipro) S/I Streptocoques S Bactéries anaérobies S FQ activité sur les bactéries à développement intra-cellulaire : Chlamydia mycoplasmes Legionella rickettsies - mycobactéries

ESISTANCE ACQUISE AUX QUINOLONES Chromosomique = sélection de mutants (10-6 10-8 ) polymorphe peut associer modification de cible et imperméabilité efflux Modification des topoisomérases : mutation(s) Stable pour une souche croisée à toutes les FQ Niveau variable selon les molécules (quinolones I CMI x 100 ; FQ CMI x 10-20) ésistance par diminution d accumulation (bas niveau) Perméabilité BGN (porines) croisée entre toutes + β-lactamines CMP cylines Efflux Protéine exportatrice niveau de > pour les FQ les plus hydrophiles ( cipro-moxiflo >> oflo-sparflo)

Exemple des quinolones et entérobactéries résistance acquise chromosomique phénotype NAL PEF OFX CIP Sauvage S S S S Accumulation I S S S Gyrase S/I S S Association S/I S probable de I/ I mécanisme

La résistance plasmidique aux quinolones Déterminants Qnr (qnra, qnrb, qnrs) Bas niveau FQ Protection de l ADN de la liaison aux quinolones nal cipro E. coli sauvage 4 0.016 E. coli qnra 32 0.5 E. coli qnrb 16 1 A surveiller chez souches entérobactéries multi- (BLSE) Décrites sur des intégrons Variant aac(6 )-Ib (kana-tobra-amk) + norflo-cipro (associé CTX-M-15 ++) QepA : nouvelle pompe efflux (transposon) chez E. coli (souche clinique)

FLUOOQUINOLONES ET PNEUMOCOQUE ésistance acquise (2001 < 1% de ) Modification de cible Topoisomérase IV : parc, pare cible préférentielle de peflo, lévoflo, cipro Gyrase : cible de sparflo, moxiflo Efflux : FQ hydrophiles (CIP) CMI (mg/l) des différents phénotypes PEF CIP LVX SPFX MOX Sauvage 8 1 0.5 0.25 0.125 ParC 64 4 2 0.5 0.5 GyrA 8 1-2 0.5 2 0.5 Efflux 8 4 0.5 0.25 0.125 ParC+GyrA 128 32 8-16 16 8 Détection : PEF --> parc ; SPAFLO --> gyra ; CIP --> efflux +/- parc

Glycopeptides et Entérocoques exemple du développement d une voie alterne ésistance acquise (1986-87) Nouvelle synthèse du PG DAla-Dala (dipeptide) DAla-Dlac (depsipeptide) 4 phénotypes : VanA, VanB, VanD et VanE Différenciés par les niveaux de vanco/teico VanA, VanB : transférables in vitro autres gram+ (Listeria, staph) 1 souche clinique de S. bovis 1ère souche clinique de S.aureus VAN (USA) en 2003 0.2% des entérocoques 7.5% E. faecium

Cytoplasme Membrane peptidoglycane ligase D-Ala + D-Ala D-Ala-D-Ala M P P P D-Ala-D-Ala vancomycine UDP-M-P-P-P MurF G transpeptidase transglucosylase M P P P D-Ala Pentapeptide M G G M P P P D-Ala M P P P D-Ala G

ESISTANCE DES ENTEOCOQUES A LA VANCOMYCINE pyruvate vanh D-Ala + D-Lac vana D-Ala-D-Lac depsipeptide M P P P D-Ala-D-Lac vancomycine UDP-M-P-P-P MurF ATP G transpeptidase transglucosylase M P P P D-Ala Pentadepsipeptide M G G M P P P D-Ala M P P P D-Ala G cytoplasme membrane peptidoglycane

Glycopeptides et Entérocoques Vanco Teico Support Espèces VanA 64-1000 16 Plasmide Enterococcus sp. VanB 4-1000 0.5-2 S Chromo E. faecium E. faecalis VanD 64 4 S E. faecium

Glycopeptides et Entérocoques Fréquence 1% en France?? Plusieurs épidémies 2005-2006 (AP-HP) 60% des souches = 1 clone E. faecium 8-10% USA ésistances associées +++ Péni et genta

EVOLUTION DES ESISTANCES Survenue de mutations sur les gènes chromosomiques ou transférables Emergence de nouveaux mécanismes Dissémination de «vieux gènes» vers des hôtes nouveaux

ACCUMULATION DES ESISTANCES Plusieurs gènes de portés par le même plasmide, par des intégrons (cassettes) β-lactamines aminosides Accumulation des mécanismes dans les mêmes souches Entérobactéries Plusieurs β-lactamases BLSE et quinolones C ase déréprimée + imperméabilité IMP- Pseudomonas aeruginosa Enzyme imperméabilité efflux

PIP TPZ AMX TIC FOX CAZ AMC CTX Citrobacter freundii BLSE Hydrolyse de l ensembles des β-lactamines sauf cefamycines, imipénème CF TCC ATM IMP AN NET TM GM MA FEP MOX CIP OFX PEF PI synergies en bouchon de champagne CS TET SXT FOS Aminosides : Tb Nt Am Quinolones- FT

TPZ PIP AMX TIC Enterobacter cloacae HC ase + imperméabilité FOX CF CAZ TCC AMC ATM CTX IMP à l ensemble des β-lactamines dont les plus stables (cefpirome, céfépime) et imipénème MA FEP MOX

Pip Tic Amx Tz Épidémie d infections à Klebsiella pneumoniae Fox Ctx Amc Caz Cf Atm Fep Tcc G Imp Ma Mox Cs Amk Tb Net CMI imipénème 16-32 mg/l Genta-I (8 mg/l), Tétra-I (16 mg//l) S colistine Te Sxt Fos Identification de 2 β-lactamases VIM-1, SHV-5 Cip Ofx Pi

Synthèse du peptidoglycane Cytoplasme Membrane Paroi 1 D-Ala-D-Ala Ligase FOSFOMYCINE D-Ala D-Ala 3 D-Ala D-Ala VANCOMYCINE β-lactamines Pont pentaglycine 2 D-Ala Polymère glucidique tripeptides 1 2 3 Transglycosylase transpeptidase carboxypeptidase Synthèse précurseurs cytoplasmiques Transporteur lipidique Assemblage (membrane) Transpeptidases, carboxypeptidases