Adaptation in vivo des souches de S. aureus
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Biofilm : Adaptation in vivo des souches de S. aureus responsables d’IOA Jason Tasse*1,2, Stéphanie Badel-Berchoux2, Claire Marques3, Maude Saglio1, Arnaud Clément2, Christiane Forestier3, Thierry Bernardi2, Frédéric Laurent1 Hôpitaux de Lyon Service de Microbiologie, Groupement Hospitalier Nord, Hospices Civils de Lyon, Lyon, France; INSERM U1111, Université de Lyon 1, Centre National de Reference des Staphylocoques, Lyon, France1 ; Biofilm Control, Saint-Beauzire, France 2; Laboratoire Microorganismes Génôme et Environnement (LMGE), UMR CNRS 6023, Université d’Auvergne, Faculté de pharmacie, 28 place Henri Dunant, 63001 Clermont-Ferrand – France3 contact: [email protected] Introduction Les infections ostéo-articulaires (IOA) sont associées à un fort taux d’échec et de chronicité (10-20% des cas). L’un des mécanismes bactériens majeurs impliqués est la formation de biofilm au sein duquel les bactéries sont protégées de l’action des antibiotiques et du système immunitaire. L’objectif a été de comparer la capacité de formation de biofilm de couples de souches isolées chez un même patient au moment de l’infection aiguë initiale et lors de l’épisode de récidive plusieurs mois après. Matériels et Méthodes Trois couples (SM, GM and MD) de S. aureus sensible à la méthicilline (SASM) provenant de 3 patients atteints d’IOA ont été inclus. La capacité de formation de biofilm de la souche initiale et de la souche de rechute ont été étudié grâce: Protocole du Biofilm Ring TestTM • BioFilm Ring TestTM (BIOFILM PRÉCOCE) - en milieu Bouillon Cœur Cervelle (BCC) – temps d’incubation: 0, 2, 4, 6 et 24h • Cristal Violet (BIOFILM MATURE) - en milieu BCC + 1% glucose (BCCg) – temps d’incubation: 24h - en utilisant un pool de sérum humain provenant de 5 donneurs de l’EFS + 1% glucose (SERg) – temps d’incubation: 7, 14, 21 et 28 jours Photo des microfermenteurs • Microfermenteur sur spatule de verre (BIOFILM DYNAMIQUE) - en milieu BCCg – dénombrement sur gélose – temps d’incubation: 24h Les billes sont piégées dans le biofilm Protocole de l’Antibiofilmogramme® Spot non visible Aimantation Antibiotique inefficace ne prévenant pas la formation de biofilm 1 min [Atb] • Antibiofilmogramme® (CONCENTRATION MINIMALE D’INHIBITION DU BIOFILM - CMIB) - en milieu BHI – temps d’incubation: 4h Antibiotique efficace prévenant la formation de biofilm lecture BHI + billes magnétiques + inoculum Atb1, Atb2… Incubation 4h 37°C Spot visible Les billes on été attirés au centre du puits Résultats Cinétique des étapes initales de formaiton de biofilm en Biofilm Ring Test® 10 10 5 0 0 0 2 4 6 8 24 5 0 0 2 4 6 8 24 0 2 4 Temps (H) Temps (H) 6 8 24 Les étapes initiales de formation de biofilm sont similaires entre les souches initiales et les souches de rechutes. Biofilm mature en milieu SERg observé par Cristal Violet Biofilm mature en milieu BCCg observé par Cristal Violet La souche de rechute GM forme plus de biofilm mature en milieu riche BCCg. SMi SMr GMi GMr MDi d28 d21 d7 d14 d7 d28 d21 d14 d7 d28 d21 d28 0 d7 MDr d21 MDi d14 GMr d7 GMi d28 SMr d21 SMi 2 d14 0.0 4 d7 0.5 Initiale Rechute NS 6 d28 1.0 NS *** d14 Initiale Rechute NS d21 *** d14 NS Formation de biofilm dynamique sur spatule de verre observé en microfermenteur en milieu BCCg 8 Absorbance à 620nm Absorbance à 620nm 1.5 Interpretation selon les breakpoint du CASFM-EUCAST 2016 La souche de rechute GM peut former un biofilm en présence de concentrations plus élevées en rifampicine et linézolide que la souche initiale. Temps (H) MDr La souche de rechute SM forme plus de biofilm mature en milieu biologique SERg. bactéries adhérentes sur la spatule de verre (CFU/spatule) 5 Initiale Rechute souches MD 15 ∆BFI 10 Concentration minimale capable de prévenir la formation de biofilm (µg/mL) Initiale Rechute 15 souches GM ∆BFI ∆BFI Initiale Rechute souches SM 15 Initiale Rechute 4.0×10 8 3.0×10 8 2.0×10 8 3.0×10 7 NS ** ** 2.0×10 7 1.0×10 7 0 SH1000 SMi SMr GMi GMr MDi MDr (ref) Les souches de rechutes GM et MD forment plus de biofilm en condition dynamique. Conclusion Les résultats obtenus démontrent que les IOA chroniques à S. aureus sont associées à une adaptation bactérienne in vivo, notamment sur la capacité des souches à former un biofilm. Néanmoins, on constate que les résultats varient en fonction des conditions expérimentales, suggérant des processus différents d’adaptation d’une souche à l’autre. Dans toutes les conditions testées, la capacité de formation de biofilm était plus importante chez les souches de rechutes par rapport aux souches initiales.
