Resistance non enzymatique chez les bactéries a gram négatif : [9]

Contrairement aux bactéries à Gram positif où les peptidoglycanes ne représentent pas une barrière pour la diffusion des β-lactamines chez les bactéries à Gram négatif, il existe au-dessus du peptidoglycane une barrière de diffusion liée à la présence de la membrane externe. Celle-ci est composée d'une couche interne phospholipidique et d'une couche externe essentiellement remplie par le lipopolysaccharide (LPS). Cette membrane externe est globalement hydrophobe, de

telle sorte qu'elle empèche la pénétration des molécules hydrophiles, telles que les bêtalactamines. La présence de protéines spécialisées appelées Porine formant de véritables pores dans la membrane externe, va néanmoins permettre la diffusion des bêtalactamines. Leur diffusion au travers des porines dépend pour chaque bêtalactamines de son hydrophobicité, de sa charge, et de son encombrement stérique. Ainsi, une molécule comme la piperacilline diffusera 5 fois moins vite que le cefotaxime qui à son tour, diffusera 10 fois moins vite que l'imipenème. L'efficacité d'une bêtalactamines chez les bactéries à Gram négatif, dépendra donc de sa facilité de diffusion au travers de la membrane externe (au maximum quelques secondes, quel que soit le composé), et de son affinité pour les PLP essentielles. Ceci ne tient pas compte de la présence possible de bêtalactamases susceptibles d'hydrolyser ces molécules dans l'espace périplasmiques qui sépare la membrane externe des PLP situes sur la membrane cytoplasmique. On conçoit donc que chez les bactéries à Gram négatif, les mécanismes de résistance non enzymatiques puissent affecter la membrane externe ou les PLP :

3.1/ Resistance par imperméabilité : altération des Porines ou des protéines de la membrane externe : [9]

C'est chez E. coil que la relation entre les porines et la résistance aux β-lactamines a été le mieux étudie. Deux porines OmpF et OmpC sont présentes chez E. coil. II a été démontré que I’ absence des OmpC ne s'accompagnait pas d'augmentation de la résistance alors que I’ absence des OmpF s'accompagne d'une résistance à I’ ampicilline et à la céfoxitine (4xCMI) sans modification de la CMI pour la céphaloridine. Ces résultats témoignent d'un passage préférentiel des β-lactamines à travers la porine OmpF. La suppression des 2 porines OmpF et OmpC s'accompagne d'une résistance marquée à ces trois antibiotiques (32 x CMI). Des résultats variables ont été obtenus pour les céphalosporines de 3eme génération avec généralement une faible augmentation plus marquée pour le moxalactam (10-100 x CMI). Alors qu'il

n'existe pas de mutant de porines d'E. coli rapporte en clinique, de tels mutants obtenus in vitro et in vivo ont été rapportés dans d'autres espèces, comme les Salmonella, les Klebsiella, les Serratia et les Enterobacter. Dans ces espèces, la résistance est croisé pour toutes les β-lactamines excepte I’ imipenème, peu marquée par I'aztreonam et le céfotaxime (4 - 10 x CMI), elle est souvent importante pour le moxalactam et la céfoxitine (10 - 100 x CMI). Les mutants par imperméabilité s'accompagnant d'altération de protéine de la membrane externe rapportes en clinique chez H. influenzae et N. gonorrhoeae n'auraient qu'une faible augmentation de leur CMI aux β-lactamines.

Une étude rapporte une épidémie due à des souches de Pseudomonas aeruginosa présentant une résistance isolée à l’imipénème. Neuf souches de P.aeruginosa isolées d’aspiration bronchique sur une période de douze semaines (Aout-octobre 2003) chez des patients hospitalisés au sein du service de pneumologie de l’Hôpital Militaire d’instructions Mohamed V de Rabat ont été étudiées. Elles ont caractérisées par la détermination de la sensibilité aux antibiotiques, le sérotypage et le typage moléculaire par méthodes d électrophorèse en champs pulsé. Les souches avaient le même antibiotype caractérisé par une résistance non enzymatique isolée à l’imipénème par perte de la porine OprD2 et la même sérotype O:6. [22]

3.2/ Altération du LPS : [9]

La modification de la composition du LPS, soit dans le polysaccharide, soit dans le core, semble être un des mécanismes possible et fréquent de la résistance non enzymatique des Pseudomonas aux β-lactamines. II n'existe pas de modification quantitative de la porine principale dans ces mutants de perméabilité mais cela n'exclue pas que les modifications du LPS ne s'accompagnent d'une fermeture de ces porines.

3.3/ Résistance croisée a diverses familles d'antibiotiques : [9]

La résistance croisée entre β-lactamines et aminosides, conséquence d'un seul événement génétique, a été démontrée chez S. marcescens et P. aeruginosa, dans des souches isolées en clinique. De même chez Klebsiella, Enterobacter et Serratia, on a montré qu'il pouvait exister une résistance croisée entre β-lactamines, quinolones, chloramphénicol et trimethoprime. Dans tous ces cas, une anomalie de la perméabilité associant les porines, est probablement à I’origine de la résistance. En outre, différents travaux ont montré chez des mutants d'E. coli, obtenus in vitro, que certains mutants de porines présentaient une résistance croisée entre β-lactamines et quinolones. Chez les gonocoques, les mutants de perméabilité associeraient à la résistance aux β-lactamines, une résistance modérée à I’érythromycine et à la tétracycline.

3.4/ Altération des PLP : [9]

L'altération des PLP n'a été que rarement démontrée chez les bactéries à Gram négatif. In vitro, on a montré que des mutations touchant la PLP2 d'E. coli, s'accompagnaient d'une résistance vis-à-vis du mecillinam et de l'imipenème alors que celles touchant la PLP3 s'accompagnaient d'une résistance vis-à-vis des céphalosporines A partir de souches de gonocoque et d'Haemophilus influenzae isolées en clinique, on a montré que des diminutions d'affinité d'une ou deux PLP étaient responsables d'augmentation modérée de la résistance à l'ensemble des bêtalactamines. II est probable que ce mécanisme non enzymatique soit le plus fréquent dans ces espèces et particulièrement pour Haemophilus. Chez Pseudomonas, il a été montré que deux souches résistantes sélectionnées respectivement en présence de pipéracilline et de céfsulodine, s'accompagnaient d'une altération de plusieurs PLP et que dans l'une des souches, une anomalie de la membrane externe était associée.