Mécanismes de l’antibiorésistance

Il est également de plus en plus fréquent de retrouver des bactéries résistantes à plusieurs antibiotiques, on parle alors de multirésistance. Cette expansion est favorisée par les mouvements de population (tourisme et immigration) et le commerce international qui participent à la propagation des souches résistantes à travers le monde.

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D’un point de vue médical, les antibiotiques n’induisent pas directement la résistance mais du fait de la pression de sélection qu’ils exercent sur l’environnement, ils permettent l’émergence des souches résistantes, qui seront favorisées par rapport aux souches sensibles. Pour bien comprendre les mécanismes de résistance développés par les bactéries contre les antibiotiques, il est important de bien comprendre le mode d’action des antibiotiques.

Selon la structure ciblée, on classe ces derniers dans différentes familles. On peut définir 4 grandes familles d’antibiotiques :

 Les inhibiteurs de la synthèse des enveloppes bactériennes : cette classe correspond au beta-lactamine, dans laquelle on retrouve les pénicillines (exemple : Augmentin), carbapénèmes ou céphalosporines.

 Les inhibiteurs de la synthèse des protéines : on retrouve dans cette catégorie les aminosides ou encore les cyclines.

 Les inhibiteurs de la synthèse des acides nucléiques (ADN/ARN) : il s’agit notamment du mode d’action des quinolones.

 Les inhibiteurs de la synthèse de l’acide folique (nécessaire à la réplication des

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Figure 22: Mécanismes d’action des antibiotiques sur les bactéries [4].

D’autres antibiotiques ont des modes d’action plus complexes ou encore méconnus, parmi lesquels certains antituberculeux (la rifampicine et l’isoniazide). Si les modes d’actions des antibiotiques sont variés, les mécanismes de résistance développés par les bactéries le sont tout autant.

La résistance aux antibiotiques repose donc sur une nouvelle fonction au sein de la bactérie portée par un élément génétique et pouvant se traduire par exemple par la production d’une nouvelle protéine.

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Les mécanismes de résistance sont variés et diffèrent selon les bactéries :

 La mutation de la cible de l’antibiotique : les antibiotiques se fixent sur une structure précise au sein de la bactérie (paroi cellulaire, ribosome…). La mutation de la cible peut entrainer une modification du site de fixation pour l’antibiotique pouvant empêcher la liaison de celui-ci et donc inhiber son action. Il s’agit du mécanisme de résistance observé pour la streptomycine, antibiotique utilisé contre la tuberculose.

 La modification de l’antibiotique : les bactéries peuvent produire une enzyme qui va modifier (en insérant un résidu chimique) ou cliver la molécule antibiotique, entrainant son inactivation. C’est le principal mécanisme de résistance aux beta-lactamine, avec la production des enzymes de la famille des beta-lactamases ou encore des céphalosporinases.

 La réduction de la perméabilité membranaire : les pores par lesquels entrent les antibiotiques dans les cellules sont constitués de protéines spécifiques (les porines). En diminuant l’expression de ces porines, la bactérie induira une réduction de la perméabilité membranaire et donc de l’entrée de l’antibiotique dans la cellule. Ce mécanisme a par exemple été observé dans les mutants résistants à la pénicilline d’Alexander Flemming. Il ne s’agit pas du mécanisme le plus efficace. Une dose plus importante d’antibiotiques permet en effet de contrecarrer la baisse de la perméabilité cellulaire.

 L’efflux des antibiotiques : en mettant en place un système de pompage actif hors de la cellule, la bactérie va « éjecter » l’antibiotique à l’extérieur de la cellule avant que celui-ci n’ait pu agir. Ce mécanisme nécessite toutefois de l’énergie. Il s’agit du mécanisme de résistance observé chez Pseudomonas aeruginosa, responsable de nombreuses infections nosocomiales.

 La substitution des cibles : la bactérie peut produire une copie de la protéine. Elle est similaire à la cible de l’antibiotique, hormis le fait que la bactérie n’y est pas sensible. On observe ces mécanismes dans les résistances au triméthoprime et aux sulfamides [4].

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1.2. Antibiogramme

L’antibiogramme est un test particulier en biologie clinique car il s’adresse à des êtres vivants infectieux et non au corps humain. Il constitue l’outil de mesure de la résistance bactérienne. Sa pratique et son interprétation font appel à de nombreuses connaissances cliniques, pharmaceutiques, bactériologiques, biochimiques et génétiques. L’antibiogramme est un test de résistance, de prédiction, de croissance, totalement artificiel, complexe, à interprétation obligatoire, à impact variable et dont le résultat intéresse plusieurs destinataires. L’interprétation se fait aujourd’hui avec des systèmes experts qui suivent les recommandations de comités d’antibiogramme. Le choix des antibiotiques testés a beaucoup évolué en conséquence de ces connaissances. L’impact médical est de plusieurs ordres : impact immédiat (traitement du malade concerné et alerte à la résistance), impact différé (traitements empiriques), collectif (surveillance de la résistance), didactique [5].

1.2.1. Matériel

 Milieu Mueller – Hinton

Milieu standardisé de 4 mm d’épaisseur.

Il peut être additionné de 5 % de sang de cheval ou de mouton pour les bactéries plus exigeantes.

 Les disques d’antibiotiques

Ils doivent être conservés à 2 - 8 °C avec un déshydratant. Le diamètre des disques est de 6,35 mm.

 Les distributeurs

5 à 6 disques pour les boîtes de Pétri rondes de 90 mm de diamètre. 12 à 16 disques pour les boîtes de Pétri carrées de 120 mm de côté.

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1.2.2. Technique

Il existe deux groupes de techniques de réalisation d’un antibiogramme :

 La dilution en milieu liquide consiste à mesurer des concentrations minimales inhibitrices (CMI) et à les comparer à des concentrations critiques. Elle est réalisée soit en macrométhode, soit en microméthode. Peu praticable, elle reste une méthode de référence. Son automatisation couplée à des logiciels dits experts a permis une utilisation en routine avec un rendu de résultats en S, I ou R. Les CMI sont également mesurables par les techniques de bandelettes à gradient de concentration dont les résultats sont bien corrélés aux méthodes de références. Très pratiques, elles permettent d’établir des CMI ponctuelles, à la demande, lorsque le contexte clinicomicrobiologique l’impose ;

 La diffusion en milieu gélosé : La diffusion en milieu gélosé permet de mesurer des diamètres d’inhibition de la croissance d’une bactérie autour d’un disque imprégné d’antibiotique et de les comparer à des diamètres critiques [7].

Ces trente dernières années ont également vu le développement de l’automatisation de l’antibiogramme. Après une période de pionniers, une sélection darwinienne a retenu un très petit nombre de systèmes. L’implantation des automates est en progression régulière. Les bénéfices perçus sont surtout la productivité et la rapidité des résultats ainsi que la grande standardisation du test : les réactifs sont préparés industriellement, les conditions d’incubation contrôlées, la lecture et l’interprétation automatisées. Seule la préparation de l’inoculum est laissée à l’utilisateur et encore est-il aidé par un instrument de mesure.

Ces systèmes réalisent des mesures très fréquentes de la croissance bactérienne, les analysent avec des algorithmes spécifiques et fournissent une réponse rapide (en moyenne six heures) ou le lendemain. Ils sont étalonnés sur la méthode de référence et acceptés par les organismes de régulation au vu de ces comparaisons. Les taux de discordances (R, faux-S) doivent rester limités (3 % et 1,5 %) [5].

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