La résistance aux antimicrobiens

Généralités

En général, la résistance aux antibiotiques est un caractère propre à la bactérie qui, en tant que tel, s’exprime par la synthèse ou non de protéines. Elle intervient grâce à deux événements génétiques majeurs bien distincts (Bryan, 1998). Elle peut être naturelle, souvent d’origine chromosomique, ou peut être due à une mutation ou à un transfert horizontal d’éléments génétiques mobiles tels que les plasmides, les intégrons et les transposons, on parle dans ce cas, de résistances acquises:  Dans la résistance naturelle, l’antibiotique n’a pas de cible ou ne peut pas l’atteindre : la pénétration de l’antibiotique est empêchée (membranes imperméables, absence d’un système de transport) ou inactivée (présence de beta-lactamases chromosomiques). Cette résistance est une caractéristique intrinsèque de la bactérie.  Dans la résistance induite par mutation, une altération du chromosome entraîne la synthèse des protéines modifiées, rendant par exemple les membranes imperméables, ou alors le système de transport devient inaccessible à l’antibiotique, ou encore la dérépression des béta-lactamases et une modification de la cible (enzyme ou ribosome) qui ne peut plus fixer l’antibiotique.  Dans la résistance d’origine plasmidique, l’acquisition d’une information génétique supplémentaire permet la synthèse de protéines additionnelles, dont la présence modifie la structure des membranes ou, dont l’activité enzymatique se révèle capable de modifier la cible ou d’inactiver l’antibiotique. Tout comme le chromosome, le plasmide, élément génétique autonome peut aussi subir des mutations (par exemple l’apparition des beta-lactamases modifiées qui ne sont plus inactivées par les betalactamines) (Roy, 2001 ; Seyfarth and Schicklmaier, 1999). Pour le clinicien comme pour l’épidémiologiste, seuls les mécanismes de résistances acquis sont pertinents. Ce sont ces mécasnismes de résistance qui nécessitent d’être détectés et surveillés et seulement eux seront adressés dans la suite de ce document. 4.2. Mécanismes de résistance aux antimicrobiens Les protéines mises en cause dans cette résistance aux antibiotiques sont le plus souvent spécifiques d’une classe d’antibiotiques et peuvent être responsables de résistance multiples aux antibiotiques ou MDR (multidrug resistance). Depuis l’avènement de l’antibiothérapie, l’utilisation des antibiotiques semble s’accompagner inexorablement de l’émergence de bactéries résistantes. Cette résistance peut être le résultat de mutations spontanées, avec activation ou modification de déterminants chromosomiques, déjà présents dans le génome bactérien, ou la conséquence de l’acquisition de gènes situés sur des éléments génétiques mobiles. Ces résistances peuvent avoir un spectre étroit, limité à un ou quelques antibiotiques de structure voisine, mais on observe, depuis plusieurs années, l’émergence de mécanismes de résistances croisées à des médicaments de structures et de modes d’actions différents. Les bactéries sont ainsi parvenues à développer trois types de mécanismes de résistances aux antibiotiques :  Le premier résulte de la production d’enzymes inactivatrices des antibiotiques (ex : βlactamases) (tableau 19). La résistance aux antimicrobiens Djim-adjim TABO 56  Le deuxième consiste en la modification des cibles des antibiotiques empêchant l’action de ces derniers, comme par exemple la résistance aux fluoroquinolones par modification des topoisomérases de classe II (tableau 20).  Enfin, le troisième mécanisme est la réduction des concentrations intracellulaires d’antibiotiques (tableau 21). Ce dernier phénomène peut être dû à une imperméabilité (ex : résistance à l’imipénème par modification ou perte de la porine OprD chez Pseudomonas aeruginosa) et/ou à un transport actif vers l’extérieur de la cellule, via des transporteurs membranaires appelés pompes d’efflux (Casin et al., 1999 ; Cattoir, 2004 ; Giraud, et al., 2000). 

Modalités d’acquisition de résistance

 Plusieurs mécanismes de transfert vertical et horizontal entre bactéries, de gènes codant la résistance aux antibiotiques, ont été décrits. Les mécanismes de transfert horizontal de gènes s’effectuent généralement entre une bactérie donneuse et une bactérie receveuse. Parmi ces modalités, on rencontre les processus de transformation, de transduction, de conjugaison et de mutation. Ce transfert entre bactéries implique donc l’intervention d’éléments génétiques mobiles, tels que les plasmides, les transposons et les intégrons qui jouent un rôle prépondérant dans la dissémination des résistances (Roy, 2001). 

La transformation

Elle intervient à la suite de la fixation et de l’absorption par une bactérie réceptrice, dite compétente, de l’ADN libre présent dans l’environnement. L’ADN exogène absorbé se recombine avec l’ADN de la receveuse dont le résultat est l’apparition de nouveaux caractères génétiques stables. Ce phénomène semble toute fois rare, à cause de la dénaturation rapide de l’ADN libre dans l’environnement (Winokur et al., 2001). 

La transduction

La transduction s’observe surtout entre les souches appartenant à une même espèce bactérienne. Elle correspond à un transfert partiel d’ADN bactérien grâce aux bactériophages. Plusieurs études ont montré que, Salmonella Typhimurium DT104 pouvait transférer de manière efficace ses gènes de résistance par transduction. Ce phénomène est peut être à l’origine du transfert de SGI1 (Salmonella genomic island 1) au sein du genre Salmonella (Gebreyes et Thakur, 2005 ; Mulvey et al., 2006). 

La conjugaison

Elle s’effectue par contact préalable entre une bactérie donneuse et une bactérie receveuse, permettant ainsi le transfert du matériel génétique plasmidique. Le transfert de plasmide peut intervenir entres deux espèces différentes comme Salmonella et Escherichia Djim-adjim TABO 58 pour le gène codant la résistance aux céphalosporines cmy-2, ou à l’intérieur d’une même espèce (Schwarz et Chaslus-Danclas, 2001 ; Winokur et al., 2001). 4.3.4. La mutation L’apparition de mutations est un phénomène rare (de l’ordre de 10-6 à 10-12) et très spontané (Catry et al., 2003). Une résistance acquise par mutation se transmet verticalement au sein du clone bactérien et peut conférer aux bactéries la capacité de résister à l’action de certains antibiotiques (Peyret, 1994). 

La mesure de la résistance aux antibimicrobiens 

L’antibiogramme est conçu pour prédire la sensibilité des bactéries aux antibiotiques. Il permet de classer une souche pathogène en catégorie clinique sensible (S), intermédiaire (I) ou résistante (R). L’antibiogramme sert également à la surveillance épidémiologique de la résistance bactérienne et peut orienter l’identification bactérienne par la mise en évidence de résistances naturelles. Différentes techniques sont utilisées dont la plus courante est la méthode de diffusion en milieu gélosé, pour évaluer l’activité inhibitrice de plusieurs anti-infectieux représentatifs des principales familles d’antibiotiques sur une souche bactérienne, en mesurant les diamètres d’inhibition autour de disques chargés en antibiotique. La surface d’un milieu de culture (en général Mueller-Hinton), est ensemencée en nappe avec une culture bactérienne pure, un disque de papier buvard imprégné d’antibiotique est ensemencé sur la surface de la gélose qui commence à diffuser au sein de la gélose, en créant un gradient de concentration décroissant au fur et à mesure que l’on s’éloigne du disque, après incubation de 18-20 heures. Le diamètre d’inhibition suit une loi inverse à la valeur de la CMI (concentration minimale inhibitrice).  Si le diamètre mesuré est inférieur au diamètre critique inférieur, la souche est résistante.  Si le diamètre mesuré est supérieur ou égal au diamètre correspondant au seuil critique supérieur, la souche est sensible.  Si le diamètre est compris entre les deux valeurs, la souche est considérée comme intermédiaire. Ces règles sont applicables selon les recommandations relatives à la technique et aux modalités d’interprétation suivies par des référentiels nationaux tels que : Le Comité de l’Antibiogramme de la Société Française de Microbiologie pour la France (CA-SFM), le Clinical and Laboratory Standards Institute pour les Etats-Unis (CLSI) , le British Society of Antimicrobial Chemotherapy pour la Grande Bretagne (BASC) et le Deutsches Institut fur Normung (DIN) pour l’Allemagne (EFSA, 2007).