DESC Réanimation Médicale Inter-Régions Rhône-Alpes et Sud-Est Mardi 9 juin 2009 Mécanismes de résistance aux antibiotiques de Pseudomonas aeruginosa Gérald

DESC Réanimation Médicale DESC Réanimation Médicale Inter-Régions Rhône-Alpes et Sud-Est Inter-Régions Rhône-Alpes et Sud-Est

Mardi 9 juin 2009Mardi 9 juin 2009

Mécanismes de résistance aux Mécanismes de résistance aux antibiotiques de antibiotiques de

Pseudomonas aeruginosaPseudomonas aeruginosa

Gérald AUBERTCHU Saint-Etienne

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1 – Mécanismes de résistance aux antibiotiques1 – Mécanismes de résistance aux antibiotiquesRappels et nouveautésRappels et nouveautés

2 –2 – Activité des antibiotiques sur P. aeruginosaEtude des phénotypes

3 – Cas particulier de la Mucoviscidose3 – Cas particulier de la MucoviscidoseProduction de biofilm

4 - Impact d’un schéma thérapeutique4 - Impact d’un schéma thérapeutiqueSélection de souches résistantesSélection de souches résistantes

5 – Comment éviter la sélection de mutants résistants 5 – Comment éviter la sélection de mutants résistants Notion de PK/PD

3

1 – Résistance aux antibiotiques1 – Résistance aux antibiotiques

Origine :

naturelle et/ou acquise

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1 - 1 - Origine naturelle1 - 1 - Origine naturelle

Constitutive - intrinsèque :Constitutive - intrinsèque : résistance commune à résistance commune à toutes les souches d’une même espèce toutes les souches d’une même espèce →→ Phénotype sauvagePhénotype sauvage

ex:ex: Membrane externe des bacilles Gram négatif (LPS) Membrane externe des bacilles Gram négatif (LPS) empêche la pénétration des empêche la pénétration des antibiotiques lipophilesantibiotiques lipophiles (acide fusidique) et des antibiotiques de (acide fusidique) et des antibiotiques de masse masse moléculaire élevéemoléculaire élevée ne pouvant emprunter la voie des ne pouvant emprunter la voie des porines (pénicilline G, V et M - glycopeptides)porines (pénicilline G, V et M - glycopeptides)

La perméabilité membranaire de La perméabilité membranaire de P. aeruginosaP. aeruginosa est de est de 10 à 100 fois inférieure à celle d’10 à 100 fois inférieure à celle d’E. coliE. coli

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1 - 2 - Origine acquise

Résistance propre à certaines souchesRésistance propre à certaines souches ayant par ayant par rapport à l’espèce à laquelle elle appartient un rapport à l’espèce à laquelle elle appartient un comportement différent vis à vis des antibiotiques. comportement différent vis à vis des antibiotiques.

C’est le résultat de modifications génétiques :C’est le résultat de modifications génétiques :* Mutations * Mutations affectant des gènes naturellement affectant des gènes naturellement présents sur le présents sur le chromosome bactérienchromosome bactérien* Acquisition de gènes* Acquisition de gènes “ étrangers ” provenant “ étrangers ” provenant d’autres espèces ou portés par des éléments mobiles d’autres espèces ou portés par des éléments mobiles ((plasmidesplasmides ou ou transposonstransposons))

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Chromosome Chromosome (AmpC)(AmpC)

Plasmide Plasmide (BLSE)(BLSE)

Transposon présent soit Transposon présent soit sur le chromosome, soit sur le chromosome, soit

sur un plasmidesur un plasmide

BactérieBactérie

Gènes « sauteurs »Gènes « sauteurs »

Transfert RS Transfert RS horizontalhorizontal

Transfert Transfert RS verticalRS vertical

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1 - 3 – Mécanismes de résistance

Bactéries à Gram positif

Bactéries à Gram négatif

Inactivation de l’antibiotique +

Inactivation de l’antibiotique +++

Modification de la cible ++

Modification de la cible +

Efflux + Efflux +

Imperméabilité ++

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Mécanismes de résistance

- Inactivation de l’antibiotique- Inactivation de l’antibiotiqueC’est un mécanisme fréquent. Il s’agit d’une destruction C’est un mécanisme fréquent. Il s’agit d’une destruction de l’antibiotique. de l’antibiotique. Ex : Hydrolyse des ß-lactamines par les ß-lactamasesEx : Hydrolyse des ß-lactamines par les ß-lactamases

- Modification de la cible- Modification de la cibleGénéralement on observe soit une modification partielle Généralement on observe soit une modification partielle de la cible, soit une modification du nombre de PLPde la cible, soit une modification du nombre de PLPEx : modification des PLP chez le pneumocoque Ex : modification des PLP chez le pneumocoque induisant une résistance aux ß-lactaminesinduisant une résistance aux ß-lactamines

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- Diminution de la perméabilité- Diminution de la perméabilité

La baisse de perméabilité entraîne une diminution de la La baisse de perméabilité entraîne une diminution de la quantité d’antibiotique atteignant la cible. quantité d’antibiotique atteignant la cible.

* Protection de la cible* Protection de la cibleAugmentation de l’épaisseur de la paroi (remodelage du Augmentation de l’épaisseur de la paroi (remodelage du peptidoglycane) peptidoglycane) Ex : Ex : Staphylococcus aureusStaphylococcus aureus de type GISA de type GISA (résistance (résistance partielle aux glycopeptides)partielle aux glycopeptides)

* Fermeture des porines* Fermeture des porinesConcerne surtout les bactéries à Gram négatifConcerne surtout les bactéries à Gram négatifEx : résistance à l’imipénème par fermeture de la porine Ex : résistance à l’imipénème par fermeture de la porine D2 chez D2 chez Pseudomonas aeruginosaPseudomonas aeruginosa

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Exemple de modification de la perméabilité

Gram Négatif

Porine Porine D2 (OprD): seule voie Porine D2 (OprD): seule voie de pénétration de de pénétration de l’imipénème chez l’imipénème chez P. aeruginosaP. aeruginosa

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- Efflux actif- Efflux actif

Les systèmes d’efflux sont constitués de protéines Les systèmes d’efflux sont constitués de protéines particulières permettant particulières permettant l’expulsion de molécules l’expulsion de molécules (nocives)(nocives) dont les antibiotiques dès qu’ils entrent dans la dont les antibiotiques dès qu’ils entrent dans la cellule bactérienne. cellule bactérienne. Activation de l’efflux : diminution de la quantité Activation de l’efflux : diminution de la quantité d’antibiotique atteignant la cible.d’antibiotique atteignant la cible.

Les modifications de la perméabilité membranaire et Les modifications de la perméabilité membranaire et l’efflux actifl’efflux actif peuvent concerner des antibiotiques très peuvent concerner des antibiotiques très variés variés (quinolones, tétracyclines, ß-lactamines...)(quinolones, tétracyclines, ß-lactamines...) et sont et sont souvent impliqués dans la multirésistance.souvent impliqués dans la multirésistance.

Chez Chez P. aeruginosaP. aeruginosa : 12 systèmes d’efflux actifs dont 2 : 12 systèmes d’efflux actifs dont 2 impliqués dans la résistance naturelleimpliqués dans la résistance naturelle ( (MexAB-OprM ou MexAB-OprM ou MexXY-OprM).MexXY-OprM).

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Résistance par diminution de l’accumulation intrabactérienne

Rejet à l’extérieur des antibiotiques : système de pompeRejet à l’extérieur des antibiotiques : système de pompe

M. plasmique

M. externe

H+

OprM

MexA

MexB

mexA mexB oprM

mexR

-

Résistance: Résistance: surexpression MexAB-OprM ou MexXY-OprMsurexpression MexAB-OprM ou MexXY-OprMproduction MexEF-OprN ou MexCD-OprJproduction MexEF-OprN ou MexCD-OprJMex : Multiple EffluxMex : Multiple Efflux

Energie : hydrolyse Energie : hydrolyse de l’ATP, gradient de l’ATP, gradient

électrochimique de électrochimique de

membranemembrane

Protéine assurant la liaison Protéine assurant la liaison entre les 2 membranes entre les 2 membranes

Canal protéiqueCanal protéique

Pompe à effluxPompe à efflux

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Conséquences de la surexpression Conséquences de la surexpression des pompes à efflux chez des pompes à efflux chez P. P.

aerugionsaaerugionsa

ß-lactaminesß-lactamines

TicarcillineTicarcilline

AztréonamAztréonam

céfépime, céfépime, cefpiromecefpirome

FQFQ TétracyclinesTétracyclines AminosidesAminosides

MexA-B-MexA-B-OprM OprM ConstitutifConstitutif

MexX-Y-MexX-Y-OprMOprM

ConstitutifConstitutif

MexC-D-MexC-D-OprJOprJ

MexE-F-MexE-F-OprNOprN

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2 – Activité des antibiotiques sur Pseudomoas aeruginosa

Etude des phénotypes de résistance

Technique de l’antibiogramme (S/I/R)et/ou

de la CMI (mg/L)

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Diffusion en gélose

bioMérieuxbioMérieux

Antibiogramme

Technique Vitek 2

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Résistance naturelle aux antibiotiques Résistance naturelle aux antibiotiques (imperméabilité membranaire)(imperméabilité membranaire)

• Pénicilline G et amoxicillinePénicilline G et amoxicilline• Amoxicilline + acide clavulaniqueAmoxicilline + acide clavulanique• C1G et C2G (Cefalotine, Cefoxitine, ….)C1G et C2G (Cefalotine, Cefoxitine, ….)• Cefotaxime, ceftriaxoneCefotaxime, ceftriaxone• TétracyclineTétracycline• Quinolone 1Quinolone 1èreère génération génération • TriméthoprimeTriméthoprime

Nouveaux ATB inactifs :Nouveaux ATB inactifs : TigécyclineTigécycline

Ertapénème Ertapénème MoxifloxacineMoxifloxacineDaptomycine, Linézolide, …Daptomycine, Linézolide, …

Nouvel ATB actifNouvel ATB actif : : doripénemedoripéneme

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Pseudomonas aeruginosaPseudomonas aeruginosaMécanismes de résistance aux ß-lactaminesMécanismes de résistance aux ß-lactamines

Résistance naturelle :Résistance naturelle :• une céphalosporinase chromosomique une céphalosporinase chromosomique ampCampC

non inhibée par l’acide clavulaniquenon inhibée par l’acide clavulanique

• une perméabilité limitéeune perméabilité limitée en raison du faible nombre en raison du faible nombre de porines : vitesse de pénétration diminuée par de porines : vitesse de pénétration diminuée par rapport aux entérobactéries rapport aux entérobactéries (10 à 100 fois moins)(10 à 100 fois moins)

• des systèmes d’effluxdes systèmes d’efflux de bas niveau de bas niveau (MexAB-OprM et (MexAB-OprM et MexXY-OprM)MexXY-OprM)

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Antibiogramme de Antibiogramme de P. aeruginosa P. aeruginosa : : phénotype de basephénotype de base

Ticarcilline :Ticarcilline : SSPipéracilline :Pipéracilline : SSTicar + Ac clav :Ticar + Ac clav : SSPipé + tazo :Pipé + tazo : SSAztréonam :Aztréonam : S SCeftazidime :Ceftazidime : SSCéfépime :Céfépime : SSImipénème :Imipénème : SSMéropénème :Méropénème : SSDoripénème :Doripénème : S S

Tobramycine : Tobramycine : SS

Amikacine : Amikacine : SS

Ciprofloxacine : Ciprofloxacine : SS

ColistineColistine SS

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Phénotypes dePhénotypes de Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas aeruginosa

Phénotype Phénotype Phénotype 2007Phénotype 2007 (CHU St- (CHU St-Etienne)Etienne)

sauvagesauvage

TicarcillineTicarcilline SS I/RI/R 39 %39 %Ticarcilline + ac. Clav.Ticarcilline + ac. Clav. SS I/RI/R 39 % Pénicillinases + 39 % Pénicillinases +

Pipéracilline + tazo.Pipéracilline + tazo. SS I/RI/R 19 %19 % céphalosporinase céphalosporinase CeftazidimeCeftazidime SS I/RI/R 18 %18 % haut niveau (haut niveau (ampCampC) )

ImipénèmeImipénème SS RR 9 % 9 % imperméabilité (imperméabilité (oprD) oprD)

AmikacineAmikacine SS RR 20 %20 %TobramycineTobramycine SS RR 11 % 11 % enzymes : AAC, APH enzymes : AAC, APH

……

CiprofloxacineCiprofloxacine SS RR 20 %20 % mutation mutation gyr Agyr A, , parCparC, , ……

ColistineColistine SS RR 0 %0 %

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Résistance acquise :Résistance acquise :

- enzymatique:- enzymatique:- céphalosporinase hyperproduite (AmpC)- céphalosporinase hyperproduite (AmpC)- - ß-lactamases à spectre étroit :ß-lactamases à spectre étroit : pénicillinase pénicillinase

(PSE/CARB, TEM-1 et TEM-2), oxacillinases ;(PSE/CARB, TEM-1 et TEM-2), oxacillinases ;- - ß-lactamases à spectre étenduß-lactamases à spectre étendu (BLSE) : (BLSE) :

- classe A : VEB-1, PER-1, GES-1, - classe A : VEB-1, PER-1, GES-1, TEM-4 …, SHV-5 …TEM-4 …, SHV-5 …

- classe B : imipénémase - classe B : imipénémase * (metallo ß-lactamases) : IMP, VIM …* (metallo ß-lactamases) : IMP, VIM … * (sérine ß-lactamases) : KPC* (sérine ß-lactamases) : KPC- classe D : OXA- classe D : OXA

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Résistance acquise :Résistance acquise :

- non enzymatique :- non enzymatique :- - imperméabilité :imperméabilité : porines Oprf et OprD2 porines Oprf et OprD2- - surexpression de l’efflux membranaire :surexpression de l’efflux membranaire :

MexAB-OprM, MexCD-OprJ, MexEF-OprN et MexXY-OprMMexAB-OprM, MexCD-OprJ, MexEF-OprN et MexXY-OprM

- - modification PLPmodification PLP

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Antibiogramme de Antibiogramme de P. aeruginosaP. aeruginosa : : phénotype phénotype résistant aux carbapénèmesrésistant aux carbapénèmes

Ticarcilline :Ticarcilline : SSPipéracilline :Pipéracilline : SSTicar + ac. clav :Ticar + ac. clav : SSPipé + tazo :Pipé + tazo : SSAztréonam :Aztréonam : S SCeftazidime :Ceftazidime : SSCéfépime :Céfépime : SSImipénème :Imipénème : RRMéropénème :Méropénème : I/RI/R





ImperméabilitéImperméabilité (perte porine OprD2) et surexpression (perte porine OprD2) et surexpression efflux MexEF-OprN ou MexAB-OprMefflux MexEF-OprN ou MexAB-OprM (méropénème) (méropénème)L’imipénème n’est pas soumis au système d’effluxL’imipénème n’est pas soumis au système d’efflux. CarbapénémaseCarbapénémase = métallo-enzyme IMP, VIM-1, VIM-2 = métallo-enzyme IMP, VIM-1, VIM-2

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Antibiogramme de P. aeruginosa : résistance par phénomène d’efflux membranaire

Ticarcilline :Ticarcilline : II

Pipéracilline :Pipéracilline : SS

Ticar + ac. clav :Ticar + ac. clav : II

Pipé + tazo :Pipé + tazo : SS

Aztréonam : IAztréonam : I

Ceftazidime :Ceftazidime : SS

Céfépime :Céfépime : SS

Imipénème :Imipénème : SS


Amikacine : Amikacine : S/IS/I

Ciprofloxacine : Ciprofloxacine : I/RI/R


Surexpression pompes à efflux : MexAB-OprM, Surexpression pompes à efflux : MexAB-OprM, MexCD-OprJ, MexEF-OprN et MexXY-OprMMexCD-OprJ, MexEF-OprN et MexXY-OprM

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Antibiogramme de P. aeruginosa : résistance de type céphalosporinase + …..

Ticarcilline :Ticarcilline : RR

Pipéracilline :Pipéracilline : RR

Ticar + ac. clav :Ticar + ac. clav : RR

Pipé + tazo :Pipé + tazo : II

Aztréonam :Aztréonam : R R

Ceftazidime :Ceftazidime : I/RI/R

Céfépime :Céfépime : II

Imipénème :Imipénème : SS





Hyperproduction de la céphalosporinase AmpC et éventuellement Hyperproduction de la céphalosporinase AmpC et éventuellement surexpression des pompe à efflux et/ou BLSE : VEB-1, PER, GES-1, surexpression des pompe à efflux et/ou BLSE : VEB-1, PER, GES-1,

TEM, SHV, OXATEM, SHV, OXA …

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Mécanisme Mécanisme de résistancede résistance

TicTic PipPip CazCaz FepFep AtmAtm IMIIMI

AbsenceAbsence SS SS SS SS SS SS

PénicillinasePénicillinase RR R/IR/I SS I/SI/S I/SI/S SS

EffluxEfflux I/RI/R S/IS/I S/IS/I II II SS

CéphalosporiCéphalosporinase hypernase hyper

R/IR/I R/IR/I I/RI/R I/RI/R I/RI/R SS

Déficit en Déficit en porine D2porine D2

SS SS SS SS SS RR

BLSEBLSE RR I/RI/R RR RR I/RI/R SS

ImipénémaseImipénémase RR II RR RR II I/RI/R

Tic : ticarcillline, Pip : pipéracilline, Caz : ceftazidime, Tic : ticarcillline, Pip : pipéracilline, Caz : ceftazidime, Fep : céfépime, Atm : aztréonam, IMI : imipénèmeFep : céfépime, Atm : aztréonam, IMI : imipénème

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Pseudomonas aeruginosaPseudomonas aeruginosaMécanismes de résistance aux aminosidesMécanismes de résistance aux aminosides

Deux mécanismes de résistance acquise (plasmide) :Deux mécanismes de résistance acquise (plasmide) :

- - enzymesenzymes inactivant les aminosides inactivant les aminosides (nucléotidylation, phosphorylation ou acétylation). (nucléotidylation, phosphorylation ou acétylation). Résistance haut niveau.Résistance haut niveau.

- diminution de - diminution de l’accumulation de l’antibiotiquel’accumulation de l’antibiotique dans la cellule par mutation du système de transport dans la cellule par mutation du système de transport des aminosides. Résistance de bas niveau.des aminosides. Résistance de bas niveau.

Antibiotiques les plus actifs : amikacine et tobramycineAntibiotiques les plus actifs : amikacine et tobramycine

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Infection Infection pulmonaire : pulmonaire :

cause de cause de mortalité de la mortalité de la mucoviscidosemucoviscidose

3 – Cas particulier de la mucoviscidose3 – Cas particulier de la mucoviscidose

Le gène responsable de la maladie est Le gène responsable de la maladie est localisé sur le chromosome 7au niveau localisé sur le chromosome 7au niveau

du locus « du locus « CFTRCFTR ». Une mutation du ». Une mutation du gène provoque un mauvais gène provoque un mauvais

fonctionnement de la protéine fonctionnement de la protéine CFTRCFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane (Cystic Fibrosis Transmembrane

Conductance Regulator). Ce Conductance Regulator). Ce disfonctionnement affecte l'ensemble disfonctionnement affecte l'ensemble des glandes exocrinesdes glandes exocrines de l'organisme de l'organisme

ainsi que des ainsi que des fonctions d'excrétion d'eaufonctions d'excrétion d'eau dans les épithéliums spécialisés.dans les épithéliums spécialisés..

Présence de sécrétions Présence de sécrétions visqueuses et peu hydratées.visqueuses et peu hydratées.

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Infection à Infection à P. aeruginosaP. aeruginosadans le cas de ladans le cas de la MUCUVISCIDOSEMUCUVISCIDOSE : :

formation du biofilm formation du biofilm

Schémas et photos (prises en microscopie électronique) des Schémas et photos (prises en microscopie électronique) des différentes étapes de la formation du biofilm – Camille Macedifférentes étapes de la formation du biofilm – Camille Mace

Le biofilm se définit Le biofilm se définit comme une comme une population population

bactérienne qui bactérienne qui adhère à une surface adhère à une surface

et s’enrobe d’une et s’enrobe d’une matrice matrice

d’exopolysaccharide d’exopolysaccharide (Alginate)(Alginate)

29

Cette photo prise au microscope électronique Cette photo prise au microscope électronique montre des bactéries regroupées (en biofilm) montre des bactéries regroupées (en biofilm)

sur de la laine de verre. – Sébatien Vilainsur de la laine de verre. – Sébatien Vilain

30

Comportement de Comportement de P. aeruginosaP. aeruginosa

dans le cas de ladans le cas de la MUCUVISCIDOSEMUCUVISCIDOSE

Apparition de résistances et de facteurs de Apparition de résistances et de facteurs de virulence lors de situations particulières virulence lors de situations particulières in in vivo :vivo :

- présence de - présence de biofilm biofilm (exopolysacharide fabriqué lors de condition (exopolysacharide fabriqué lors de condition d’anaérobiose qui apparaît dans le la couche d’anaérobiose qui apparaît dans le la couche profonde du mucus)profonde du mucus)

- hyper –expression des - hyper –expression des systèmes systèmes d’effluxd’efflux

- activation du - activation du quorum-sensing quorum-sensing en en phase stationnaire et en phase d’anaérobiephase stationnaire et en phase d’anaérobie

Jeune biofilm de Jeune biofilm de Pseudomonoas Pseudomonoas aeuginosaaeuginosa prise prise au microscope au microscope électronique à électronique à

balayagebalayage

© CNRS, Unité © CNRS, Unité "Polymères, "Polymères,

biopolymères, biopolymères, membranes" membranes"

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Procédures d’adaptation chez Procédures d’adaptation chez P. aeruginosaP. aeruginosa

Mucoviscidose et …Mucoviscidose et …

Régulation par Quorum Sensing (QS)Régulation par Quorum Sensing (QS) : processus de : processus de communication intercellulaire communication intercellulaire basé sur debasé sur de petites petites

molécules signalmolécules signal (langage) qui permet aux bactéries de (langage) qui permet aux bactéries de répondre aux changements de l’environnementrépondre aux changements de l’environnement (phase (phase

stationnaire et anaérobiose) et de synchroniser de stationnaire et anaérobiose) et de synchroniser de manière collective l’expression globale de multiples manière collective l’expression globale de multiples

gènes (gènes (laslas et et rhrhl).l).

Le QS contrôle la synthèse de facteurs de virulence :Le QS contrôle la synthèse de facteurs de virulence :

- interviennent dans l’attachement bactérien et la colonisation - interviennent dans l’attachement bactérien et la colonisation (paroi): pili de type IV, flagelle …(paroi): pili de type IV, flagelle …

- sécrétés hors de la bactéries et provoquant des lésions cellulaires: - sécrétés hors de la bactéries et provoquant des lésions cellulaires: exotoxine A, élastase, exoenzyme S, pyocyanine, pyocheline …exotoxine A, élastase, exoenzyme S, pyocyanine, pyocheline …

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On estime que 6 à 10 % du génome de On estime que 6 à 10 % du génome de P. aeruginosaP. aeruginosa est régulé par le QSest régulé par le QS

Les modèles expérimentaux (souris) et des souches Les modèles expérimentaux (souris) et des souches mutantes confirment le rôle des facteurs de virulence mutantes confirment le rôle des facteurs de virulence

et du QSet du QS dans la pathogénicitédans la pathogénicité

Les macrolides modulent la production Les macrolides modulent la production d’exopolysacharides et de l’activité du QSd’exopolysacharides et de l’activité du QS

Avenir thérapeutique :Avenir thérapeutique : inhibition du QS pour diminuer inhibition du QS pour diminuer la pathogénicité de la pathogénicité de P. aeruginosaP. aeruginosa

S. Bleves et A. Lazdunski – Communication intercellulaire chez les bactéries – S. Bleves et A. Lazdunski – Communication intercellulaire chez les bactéries – Qorum sensing. Bull. Soc. Microbiol., 2007, 22 : 227-233.Qorum sensing. Bull. Soc. Microbiol., 2007, 22 : 227-233.

Le Berre Le Berre et alet al. Quorum sensing : une nouvelle cible thérapeutiquye pour . Quorum sensing : une nouvelle cible thérapeutiquye pour Pseudomonas aeruginosa. Med Mal Infect. 2006, 36 : 349 – 357.Pseudomonas aeruginosa. Med Mal Infect. 2006, 36 : 349 – 357.

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Traitement des infections àTraitement des infections à P. aeruginosa P. aeruginosa MUCUVISCIDOSEMUCUVISCIDOSE

En anaérobiose :En anaérobiose : diminution de l’activité de tous diminution de l’activité de tous les ATBles ATB

En présence de biofilm + anaérobiose :En présence de biofilm + anaérobiose : aérosol aérosol

Colistine - tobramycine Colistine - tobramycine

Méropénème + tobra ou ciprofloMéropénème + tobra ou ciproflo

Hill D., Rose B., Pajkos A. et coll. – Antibiotic susceptibilities of Hill D., Rose B., Pajkos A. et coll. – Antibiotic susceptibilities of Pseudomonas Pseudomonas aerugionsaaerugionsa isolates …… J. Clin. Microbiol., 2005, 43 : 5085 – 5090. isolates …… J. Clin. Microbiol., 2005, 43 : 5085 – 5090.

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Pseudomonas aeruginosaPseudomonas aeruginosaMulti - résistance aux antibiotiques Multi - résistance aux antibiotiques

(totorésistance)(totorésistance)

Ticarcilline :Ticarcilline : RRPipéracilline :Pipéracilline : RRTicar + ac. clav :Ticar + ac. clav : RRPipé + tazo :Pipé + tazo : RRAztréonam :Aztréonam : R RCeftazidime :Ceftazidime : RRCéfépime :Céfépime : RRImipénème :Imipénème : RRMéropénèmeMéropénème RR

Tobramycine : Tobramycine : RR

Amikacine : Amikacine : RR

Ciprofloxacine : Ciprofloxacine : RR

ColistineColistineS/IS/I

Faire des CMI pour définir les niveaux de résistance …Faire des CMI pour définir les niveaux de résistance …Etudier la rifampicine, la fosfomycine, …Etudier la rifampicine, la fosfomycine, …

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4 - Impact d’un schéma thérapeutique4 - Impact d’un schéma thérapeutique

L’exposition à lL’exposition à l’imipénème (ou méropénème)’imipénème (ou méropénème) et aux et aux fluoroquinolones (ciprofloxacine)fluoroquinolones (ciprofloxacine) constitue un constitue un risque significatif pour l’émergence de souches risque significatif pour l’émergence de souches résistantes (mutations ponctuelles).résistantes (mutations ponctuelles).

Situation :Situation : inoculum important 10 inoculum important 101010 UFC/mL UFC/mL

Mais aussi : Mais aussi : tazocilline tazocilline et et ceftazidimeceftazidime pour la pour la résistance aux ß-lactaminesrésistance aux ß-lactamines

K. Jennot et P. Plésiat – Implications thérapeutiques de la résistance aux antibiotiques K. Jennot et P. Plésiat – Implications thérapeutiques de la résistance aux antibiotiques chez chez Pseudomonas aerugionsaPseudomonas aerugionsa. La Lettre de l’Infectiologue. 2005, XX, n°6, 227-237. La Lettre de l’Infectiologue. 2005, XX, n°6, 227-237

C. Pena et col – Carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa: factors influencing C. Pena et col – Carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa: factors influencing multi-resistant acquisition in non-critically ill patients. Eur J Clin Microbiol Infect Dis, multi-resistant acquisition in non-critically ill patients. Eur J Clin Microbiol Infect Dis,

2009, 28:519-5222009, 28:519-522

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CMI : 10CMI : 105 5 UFC/mLUFC/mL

CMI de la FQ pour la CMI de la FQ pour la populationpopulation

CPM = CMI : 10CPM = CMI : 1011 11 CFU/mL CFU/mL CMI CMI de la FQ pour le mutant de de la FQ pour le mutant de

premier niveaupremier niveau

Mutant Mutant chromosomique chromosomique

résistant de résistant de premier niveau premier niveau

(gyrA)(gyrA)

CMI = 0,023 mg/L

CMI = 0,25 mg/L

Ex : Ex : E. coliE. coli

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CMI : 10CMI : 105 5 UFC/mLUFC/mLCMI de la FQ pour la CMI de la FQ pour la

populationpopulation

CPM = CMI : 10CPM = CMI : 1011 11 CFU/mL CFU/mL CMI CMI de la FQ pour le mutant de de la FQ pour le mutant de

deuxième niveaudeuxième niveau

Mutant Mutant chromosomique chromosomique

résistant de résistant de deuxième niveau deuxième niveau

(gyrA + parC)(gyrA + parC) CMI = 1,5 mg/L

CMI = 0,25 mg/L


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Quelques principes thérapeutiques …Quelques principes thérapeutiques …

Eviter les antibiotiques peu actifs :Eviter les antibiotiques peu actifs : céfotaxime, céfotaxime, ceftriaxone, gentamicine, netilmicine, ofloxacine …ceftriaxone, gentamicine, netilmicine, ofloxacine …

Ne jamais prescrire en monothérapie :Ne jamais prescrire en monothérapie : fosfomycine, fosfomycine, fluoroquinolones, carbapénème …fluoroquinolones, carbapénème …

Faire une vraie antibiothérapie au niveau du site Faire une vraie antibiothérapie au niveau du site infectieux :infectieux :

- ß-lactamine + aminoside- ß-lactamine + aminoside

- ß-lactamine + ciprofloxacine- ß-lactamine + ciprofloxacine

Tenir compte du PK/PD des antibiotiquesTenir compte du PK/PD des antibiotiques

39

5 – Comment éviter en clinique la 5 – Comment éviter en clinique la sélection de mutants résistantssélection de mutants résistants

Notion de PK/PDNotion de PK/PD

40

Paramètres de pharmacodynamie Paramètres de pharmacodynamie Concentration Concentration d'antibiotiqued'antibiotique

TempsTemps

CMI

Q.I.=Q.I.= C max C max CMI CMI

CmaxCmax

Temps au dessus de la CMITemps au dessus de la CMITempsTemps

CmaxCmax

ATB temps dépendant : ATB temps dépendant : ß-lactaminesß-lactamines

ATB dose dépendant : ATB dose dépendant : aminosides - fluoroquinolonesaminosides - fluoroquinolones

Concentration Concentration d'antibiotiqued'antibiotique

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Notion de PK/PD Notion de PK/PD

Fluoroquinolones et aminosides Fluoroquinolones et aminosides (ATB (ATB dose dépendant)dose dépendant) : Cmax/CMI = QI > 8 : Cmax/CMI = QI > 8

ß-lactamines ß-lactamines (ATB temps dépendant)(ATB temps dépendant) : T > CMI : T > CMI

(50 % du temps entre 2 injections 4 à 5 CMI)(50 % du temps entre 2 injections 4 à 5 CMI)

GlyopeptidesGlyopeptides (ATB dose et temps dépendant)(ATB dose et temps dépendant) : : C/CMI = 8 et AUC/CMI C/CMI = 8 et AUC/CMI ≥ 400≥ 400

A. P. MacGowan. Clinical implications of antimicrobial resistance for A. P. MacGowan. Clinical implications of antimicrobial resistance for therapy. J. Antimicrob. Chemother. 2008, 62, Sup 2, ii105 – ii114.therapy. J. Antimicrob. Chemother. 2008, 62, Sup 2, ii105 – ii114.

42

Variation du PK/PD Variation du PK/PD

Paramètres : Paramètres : dose de l’ATB, volume de dose de l’ATB, volume de distribution (VD), clearence (Cl), liaison distribution (VD), clearence (Cl), liaison aux protéines, la variation de aux protéines, la variation de l’absorption, la valeur de la CMI.l’absorption, la valeur de la CMI.

VDVD

ClCl

CMICMI

Risque d’échecRisque d’échec

43

- CMI approchée de l’antibiotiqueCMI approchée de l’antibiotique

Technique de l’antibiogramme - Référence : la Technique de l’antibiogramme - Référence : la concentration critique basse concentration critique basse

- CMI réelle de l’antibiotique- CMI réelle de l’antibiotique

Technique E-Test (10Technique E-Test (1055 UFC/mL) UFC/mL)

Une souche de Une souche de P. aerugionosaP. aerugionosa est sensible à la ceftazidime pour est sensible à la ceftazidime pour une CMI de 0,5 à 8 mg/Lune CMI de 0,5 à 8 mg/L

- - CMI de l’antibiotique pour le mutant de premier niveau CMI de l’antibiotique pour le mutant de premier niveau (FQ) présent dans l’inoculum (CPM)(FQ) présent dans l’inoculum (CPM)

Technique avec 10Technique avec 101111UFC/mL UFC/mL Une souche d’ Une souche d’ E. coliE. coli sensible à la ciprofloxacine avec CMI = 0,75 sensible à la ciprofloxacine avec CMI = 0,75 mg/L a un CPM = 6 mg/Lmg/L a un CPM = 6 mg/L

Une souche bactérienne est considérée comme Une souche bactérienne est considérée comme sensible à un antibiotique - Quelle CMI est à prendre sensible à un antibiotique - Quelle CMI est à prendre en compte ?en compte ?

44

MPC results

0

2

4

6

8

10

12

Ciprofloxacin (mg/L)

Lo

g C

FU

/mL

Strain 6 MIC = 0.5 MPC = 6 Strain 7 MIC = 0.5 MPC = 3Strain 8 MIC = 0.75 MPC = 6Strain 9 MIC = 1.5 MPC = 6Strain 10 CMI = 1.5 MPC = 4Strain 11 MIC = 1.5 MPC = 8

0 1 2 3 4 6 8


45

CPM de la rifampicine et de la ciprofloxacine CPM de la rifampicine et de la ciprofloxacine pour pour S. aureusS. aureus

Temps

CMI

9,59,5

CMI

CPM

CPM44

0,0030,003

480480

0,30,3

66

Concentration Concentration sérique de la sérique de la ciprofloxacine ciprofloxacine (mg/L)(mg/L)

Temps

Fenêtre de sélection Fenêtre de sélection des mutantsdes mutants

RIFAMPICINERIFAMPICINE CCIPROFLOXACINEIPROFLOXACINE

Zhao X. and Drlica K. - J.I.D. 2002, 185 : 561-565Zhao X. and Drlica K. - J.I.D. 2002, 185 : 561-565

BB AA

Concentration Concentration sérique de la sérique de la rifampicinerifampicine (mg/L) (mg/L)

Fenêtre de sélection Fenêtre de sélection des mutantsdes mutants

46

CONCLUSIONCONCLUSION


Espèce peu sensible aux antibiotiquesEspèce peu sensible aux antibiotiquesFréquence importante de mutants résistants (10Fréquence importante de mutants résistants (10-7-7) )

Transfert conjugatif important des gènesTransfert conjugatif important des gèneset intégration sur le chromosomeet intégration sur le chromosome

Attention : Attention :

- aux inoculums importants (présence de mutants R)- aux inoculums importants (présence de mutants R)- aux posologies basses (sélection de mutants R)- aux posologies basses (sélection de mutants R)

- bithérapies (volumes de distribution des antibiotiques)bithérapies (volumes de distribution des antibiotiques)

Documents

DESC Réanimation Médicale Inter-Régions Rhône-Alpes et Sud-Est Mardi 9 juin 2009 Mécanismes de résistance aux antibiotiques de Pseudomonas aeruginosa Gérald