Résistance aux macrolides

souches résistantes: la diffusion clonale d’une souche résistante, la diffusion horizontale de gène de résistance par transformation et recombinaison.

3.2.2 Résistance aux macrolides

Les macrolides forment une classe d’antibiotiques ayant comme structure commune un grand noyau lactone sur lequel peuvent être branchés des sucres aminés ou non. Parmi les macrolides commercialisés, trois groupes sont distingués selon le nombre d’atomes formant ce cycle ; les diverses molécules différent en outre par les sucres. On distingue ainsi les macrolides à noyau lactone à 14 atomes (comme l’érythromycine), à 15 atomes (azithromycine), et à 16 atomes (comme la spiramycine). Récemment, les kétolides sont venus s’ajouter à cette liste, en particulier la télithromycine. Cette molécule est un dérivé de l’érythromycine A où l’un des sucres, le L-cladinose, a été remplacé par une fonction cétone et où une chaine l l-12-carbamate modifiée par une chaine alkyle a été branchée. On rapproche des macrolides et des kétolides des antibiotiques apparentés non par leur structure chimique mais par leurs sites et mécanisme d’action, les lincosamides (clindamycine et lincomycine) et les streptogramines B (pristinamycine I, quinupristine virginiamycine B) utilisées en association avec les streptogramines A (pristinamycine II, dalfopristine, virginiamycine M) sous forme de pristinamycine, de quinupristine-dalfopristine ou de virginiamycine. Cet ensemble d’antibiotiques forme le groupe dit

MLSB, (pour macrolides, lincosamides et streptogramines facteur B) (Canu et al., 2002).

D’autre part, le ribosome est formé d’une petite sous-unité ribosomale 30S et d’une grosse sous-unité 50S. Cette dernière est composée d’ARN 23S et 5S et d’au moins 30 protéines désignées par la lettre L (large) et numérotées. La structure secondaire de I’ARN 23S est repliée du fait de l’appariement de bases complémentaires et forme 6 domaines numérotés de I a VI (Leclercq & Courvalin, 2002). L’érythromycine se fixe sur cette sous-unité 50S du ribosome bactérien. La liaison d’une seule molécule par ribosome entraine une inhibition de la synthèse protéique. Le site de liaison de l’érythromycine est situé à proximité de la base de la cavité qui contient le centre peptidyl transférase où s’effectue la synthèse du peptide, à l’entrée du tunnel qui permet sa libération. La surface de ce tunnel est formée par les domaines I à V de l’ARN 23 S, par les parties globulaires de L22 et L4 et par une chaine ß de L22.

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Le site de liaison majeur de l’érythromycine se situe au niveau de 2 séquences de I’ARN 23S constituées par la boucle centrale du domaine V associée au centre peptidyl transférase et la boucle 35 du domaine II qui sont contigües en configuration spatiale. Les bases cruciales étaient les adénines en position 752 (domaine II), 2058,2059 et 2062, la guanine 2505 et l’uridine 2609 (domaine V) (figure 4). L’érythromycine bloque par encombrement stérique la croissance de la chaine peptidique et provoque la dissociation du peptidyl-ARNt. De plus, l’érythromycine empêche aussi I ‘assemblage du ribosome au moment de l’initiation de la synthèse protéique.

Les bactéries peuvent utiliser plusieurs moyens afin de résister aux macrolides:

- la diminution de l’affinité pour leur site de fixation par modification enzymatique de celui-ci ou par mutation (La modification de la cible par mutation est un nouveau mécanisme récemment décrit)

- la diminution de l’accès à la cible par efflux actif des molécules.

· Modification de la cible ribosomale : le phénotype MLSB

Ce type de résistance résulte de l’acquisition d’un gène erm (erythromycin ribosome

methylase) en règle générale transposable chez le pneumocoque. Ce gène code pour une

méthylase ribosomale qui par di-méthylation de l’adénine 2058 de l’ARN ribosomal 23S empêche la liaison de l’érythromycine sur le domaine V (Weisblum, 1995). Comme il a été indique plus haut, l’adénine en position 2058 est un point de contact essentiel pour les macrolides. Sa modification réduit l’affinité de l’érythromycine pour sa cible soit en

empêchant son accès soit en modifiant la structure du site de fixation. Chez la grande majorité des souches de pneumocoque, ce mécanisme est inductible, à des degrés divers, par l’ensemble des macrolides et lincosamides mais non par les kétolides. Il confère une résistance de niveau variable qui dépend du degré de méthylation et qui est croisée à l’ensemble des macrolides (avec un cycle à 14, 15 et 16 atomes), aux lincosamides et à la

streptogramine B (phénotype de résistance MLSB). Cette résistance s’exprime le plus

souvent à haut niveau.

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Figure 4. Représentation partielle de la structure secondaire des domaines Vet II de

l’ARN23S. Les bases dont la mutation est associée à la résistance aux macrolides sont entourées (Canu et al., 2002).

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Chez S. pneumoniae , cette enzyme, qui est codée par le gène ermB, est habituellement localisée sur un transposon conjugatif de type Tn1545 (Trieu-Cuot et al., 1990), transférable de chromosome à chromosome chez les pneumocoques, le plus souvent avec d’autres gènes de résistance (tetM pour les tétracyclines et aphA-3 pour la kanamycine). Ainsi, la diffusion de ces gènes de résistance peut se faire sur le mode clonal, et par transferts horizontaux, expliquant le maintien de la multrésistance.

· Résistance par efflux

La résistance acquise aux macrolides par efflux actif qui consiste à rejeter l’antibiotique en dehors de la bactérie est sous la dépendance d’une pompe, qui comporte douze domaines membranaires se localisant dans la membrane cytoplasmique (Leclercq & Courvalin, 2002), codée par le gène mefA. La spécificité de cette pompe fait que la résistance n’affecte que les macrolides à noyau à 14 et 15 atomes , n’affecte ni les macrolides avec un cycle à 16 atomes, ni les lincosamides, ni les kétolides, Cette résistance s’exprime le plus souvent à bas niveau (Johnston et al., 1998). Les souches restent parfaitement sensibles aux macrolides à 16 atomes, aux lincosamides et aux streptogramines B, même après induction par l’érythromycine, car ces antibiotiques ne semblent pas être des substrats de la pompe. Celle-ci confère un profil de résistance particulier (phénotype M) exprimé par le gène mefA qui est transférable de pneumocoque à pneumocoque et serait porté par un grand transposon : le transposon Tn1207.1 de 7,244 kilobases décrit par un groupe italien, de même que le transposon MEGA de 5,4 a 5,5 kilobases décrit aux Etats-Unis (Gay & Stephens, 2001).

· Résistance par mutation ribosomale

Les études de divers mutants de pneumocoques sélectionnés in vitro par différents macrolides ont révélé que plusieurs des structures qui participent aux sites de liaison des macrolides dans les domaines V et II de l’ARN 23S (bases A752, A2058, A2059, C2610 et C2611) et les protéines L22 et L4 présentent des mutations qui peuvent être responsables de la résistance aux MLS (Tait-Kamradt et al, 2000). La plupart des mutations affectent L’ARN 23S. La sensibilité aux macrolides diminue en fonction du nombre de copies mutées et une résistance franche n’était obtenue qu’avec un minimum de deux copies mutées. Le phénotype de résistance conféré par mutation de la cible 23S varie en fonction du nombre de copies mutées. Des phénotypes spécifiques sont caractérisés chez le pneumocoque qui présentent des mutations ponctuelles d’une des bases A2058 ou A2059.