Antibiotiques UE « Agent infectieux » DFGSM-3, 2ème semestre, année 2016-2017 Pr. Vincent Cattoir Historique Découverte de la pénicilline (Fleming, 1928) Purification et utilisation clinique (Florey et Chain, 1939-42) Fleming A. « On the antibacterial action of cultures of a Penicillium, with special reference to their use in the isolation of B. nfluenzae ». Br. J. Exp. Pathol., 1929. Découverte de la streptomycine (Waksman, 1944) Isolement en 1948 du chloramphénicol (Ehrlich) et de la tétracycline (Duggar) Découverte de l’érythromycine (1952), la vancomycine (1956), la kanamycine (1957), la lincomycine (1962)… Définition Terme d’antibiotique proposé par Dubos en 1940 (du grec anti : « contre », et bios : « la vie » ) « Poison » antimicrobien à toxicité sélective (les antibiotiques se distinguent ainsi des antiseptiques qui détruisent les microorganismes sans sélectivité) « Substance produite par un microorganisme et capable d’inhiber la croissance d’un autre microorganisme, voire de le détruire » (selon Waksman, 1942) Elaborés par certains champignons (Penicillium, Cephalosporium…) ou bactéries (Streptomyces, Bacillus, Pseudomonas…) du sol, dérivés par hémisynthèse, molécules entièrement synthétiques. Classification des ATB Ø Classification par familles chimiques : - b-lactamines - Aminosides - Quinolones - Glycopeptides - Tétracyclines… Ø Classification par spectres d’activité : - Anti-staphylococciques - Anti-Pseudomonas - Anti-anaérobies… Ø Classification par mécanismes d’action (cibles moléculaires) ATB inhibant la synthèse de la paroi D’après Walsh, Nat Rev Microbiol 2003 Paroi bactérienne Composant majeur de toutes les bactéries (sauf Mycoplasmes) Enveloppe rigide assurant l’intégrité de la cellule (Posm = 5-20 atm) Est responsable de la forme des bactéries Constituant commun spécifique des bactéries = Peptidoglycane (PG) ou muréine Existence de différences de composition (coloration de Gram) ® 2 grands groupes : - Bactéries à Gram + - Bactéries à Gram - Différence de paroi entre G+ et G- Membrane Externe (LPS) Espace périplasmique (avec PG) PG Membrane cytoplasmique Membrane cytoplasmique Gram- Gram+ Structure du peptidoglycane Biosynthèse du peptidoglycane Synthèse des précurseurs dans le cytoplasme (UDP-NAM et UDP-NAG) Transglycosylation + Transpeptidation 3 ATP Fosfomycine Petite molécule à cycle époxyde (PM = 138,1) isolée en 1969 de Streptomyces fradiae ; Large spectre antibactérien +++ (utilisation en association) Inhibition de la 1ère étape de la synthèse du PG Résistance principalement chromosomique (toujours à associer) Famille des b-lactamines ü ATB bactéricides (uniquement sur bactéries en croissance) ü Action temps-dépendante ü Faible toxicité ü Diversité des molécules (cycle b-lactame commun) ü Spectre d’activité variable (inactives sur mycoplasmes) ü Très large utilisation en médecine (humaine et vétérinaire) www.cic.klte.hu/~gundat/betalaca.htm Pénicillines (1) Ø Pénicillines G et V : - Pénicilline G (benzylpénicilline) : Produite par P. notatum et P. chrysogenum - Benzathine- et bénéthamine-pénicilline (formes retards) - Pénicilline V (forme orale) Spectre : CGP, BGP, CGN Inactivées par les pénicillinases, notamment celle de S. aureus Ø Pénicillines antistaphylococciques du groupe M : - (Méticilline), oxacilline, cloxacilline Spectre : idem pénicilline G Mais non inactivés par la pénicillinase de S. aureus Pénicillines (2) Ø Pénicillines à large spectre du groupe A : - Ampicilline - Amoxicilline Spectre : idem pénicilline G + BGN (Enterobacteriaceae) ; mais inactives surP. aeruginosa Inactivées par les pénicillinases, y compris celle de S. aureus Ø Pénicillines antipyocyaniques : - Carboxypénicillines : Ticarcilline - Uréidopénicillines : Pipéracilline Spectre : idem celui des pénicillines A comprenant aussi P. aeruginosa Inactivés par les pénicillinases Ø Amidinopénicillines : - Mécillinam Spectre : restreint à certains BGN (Enterobacteriaceae) Céphalosporines (1) Ø Céphalosporines de 1ère génération (C1G) : - Orales : céfalexine, céfradine, céfadroxil, céfaclor, céfatrizine - Injectables : céfalotine, céfapirine, céfazoline Spectre : CGP, BGP, certaines Enterobacteriaceae, inactives sur P. aeruginosa Relativement résistantes aux pénicillinases ; détruites par les céphalosporinases Ø Céphalosporines de 2ème génération (C2G) : - Orale : céfuroxime-axétil - Injectables : céfamandole, céfuroxime Spectre : idem C1G avec léger gain d’activité sur les souches sensibles Relative résistance à certaines céphalosporinases *Céphamycines (inj.) : céfoxitine, céfotétan Résistantes aux b-lactamases à spectre étendu (BLSE) Céphalosporines (2) Ø Céphalosporines de 3ème génération (C3G) : - Orales : céfixime, cefpodoxime-proxétil, céfotiam-héxétil - Injectables : céfotaxime, ceftizoxime, céfopérazone, céfotiam, ceftriaxone, ceftazidime Spectre : Meilleure activité sur BGN (y compris P. aeruginosa pour certaines) Bonne résistance à l’inactivation par les céphalosporinases ; inactivées par les BLSE Ø Céphalosporines de 4ème génération (C4G) : - Injectables : céfépime, cefpirome Spectre : idem C3G Résistance accrue à l’inactivation par les céphalosporinases Ø Céphalosporines antistaphylococciques : - Injectables : ceftaroline, ceftobiprole Spectre : idem C3G + activité sur les souches de SARM (PLP2a) et PRP (PLP2x) Autres Ø Carbapénèmes : - Imipénème - Méropénème, ertapénème, doripénème Spectre très large +++ Grande stabilité vis-à-vis des diverses b-lactamases. (y compris BLSE) Ø Monobactams : - Aztréonam Spectre : uniquement BGN Bonne résistance à l’inactivation par les céphalosporinases ; inactivées par les BLSE Ø Inhibiteurs de b-lactamases : - Acide clavulanique : associé à amoxicilline ou ticarcilline - Tazobactam : associé à pipéracilline - Sulbactam : associé à ampicilline (- Avibactam : associé à ceftazidime) Activité antibactérienne nulle ou mineure mais élargissement du spectre (anaérobies) Mode d’action Inhibition de la synthèse du PG (transpeptidation) par fixation spécifique aux protéines liant les pénicillines (PLP) D-Ala Mécanismes de résistance (1) Modification des PLP Diminution de perméabilité Surexpression d’efflux actif b-lactamases Mécanismes de résistance (2) Différences dans la fréquence des mécanismes selon les groupes bactériens : Staph. Strept./Ent. BGN Modification PLP +++ +++ + Inactivation enzymatique ++ - +++ Imperméabilité /efflux - - ++ Modification des PLP - Bactéries à Gram négatif : rare (en pratique : important pour Haemophilus, N. gonorrhoeae, N. meningitidis) - Bactéries à Gram positif : . Résistance acquise à la méticilline chez les staphylocoques (PLP2a/c additionnelle) è R croisée à toutes les b-lactamines . Résistance acquise aux pénicillines chez les pneumocoques et streptocoques . Résistance acquise aux pénicillines chez E. faecium (hyperproduction/modification de PLP5 de faible affinité) Résistance à la méticilline (SARM) Cassette SCCmec orfX S. aureus DR SASM Cassette SCCmec 20 à 80 kb DR IR ccrAB2 Tn554 mecI mecR1 mecA pUB110 SARM PLP2a Sensibilité diminuée aux pénicillines (PSDP) b-lactamases Classification des b-lactamases Enzymes Classe A Pase A TRI A BLSE A Carbapénèmase B Carbapénèmase C Case D OXA Penicillins C1G C2G, C3G ß-lactam/ ß-lactamase inhibitor combinations Carbapenems b-lactamases à spectre étendu (BLSE) BLSE anciennes BES-1 SHV-2 CTX-M-1 CTX-M-9 SFO-1 CTX-M-8 CTX-M-25 CTX-M-2 PER-1 TEM-3 BEL-1 VEB-1 GES-1 TLA-1 TLA-2 OXA-13 CTX-M OXA-10 OXA-2 Détection des BLSE AMX CF TIC CAZ CTX FEP Images de synergie (dites « en bouchon de champagne ») AMC ATM MOX PIP TCC IPM TZP CPO FOX CXM Antibiogramme de E. coli CTX-M-15+ (Photo Cattoir V.) Carbapénèmases Classe Enzymes Bactéries A KPC GES Enterobacteriaceae P. aeruginosa B VIM, IMP NDM P. aeruginosa, A. baumannii Enterobacteriaceae D OXA-48 OXA-23 K. pneumoniae A. baumannii Imperméabilité chez P. aeruginosa Méropénème Imipénème Lister et al., CMR 2009 Courtesy from P. Plésiat Efflux actif chez P. aeruginosa (1) Lister et al., CMR 2009 Efflux actif chez P. aeruginosa (2) Mutants MexAB-OprM Mutants MexXY-OprM cefepime piperacillin pip-tazo cefotaxime cefepime piperacillin pip-tazo cefotaxime ticarcillin ticar-clav ceftazidimemeropenem ticarcillin ticar-clav ceftazidime meropenem imipenem gentamicintobramycin aztreonam imipenem gentamicin tobramycin aztreonam fosfomycin colistin ciprofloxacin amikacin fosfomycin colistin ciprofloxacin amikacin Courtesy from P. Plésiat Glycopeptides Molécules hydrophiles de grande taille (PM = 1500-2000 Da) : - Vancomycine et dérivés - Teicoplanine et dérivés Isolées à partir d’actinomycètes : ex. Amycolatopsis oritentalis (vancomycine), Actinoplanes teichomyceticus (teicoplanine) Caractéristiques principales ü ATB bactéricides lents (action temps-dépendante) ü Usage parentéral (non résorbés per os) ü Néphro- et ototoxicité ü Spectre d’activité étroit : bactéries à Gram + (notamment les souches de SARM) ü Existence de quelques résistances naturelles chez : Leuconostoc, Pediococcus, Lactobacillus hétéro-fermentaires, Erysipelothrix rhusiopathiae, Enterococcus (E. gallinarum, E. casseliflavus) Mode d’action Affinité importante pour les précurseurs pentapeptidiques du PG comportant une extrémité DAla-D-Ala à séquestration par formation de 5 liaisons H : D’après Walsh, Nature 2000 Inhibition de la transpeptidation et transglycosylation Mécanismes de résistance Decreased affinity >1,000-fold Decreased affinity 6-fold Résistance chez les entérocoques Résistance de type VanA Chromosome racémase Plasmide L-Ala L-Ala Pyruvate D-Ala VanH D-Lac VanA D-Ala VanX Ddl D-Ala-D-Ala Tri Penta VanY Penta vanR vanS TCS vanH déshydrogénase UDP D-Ala-D-Lac Pentadepsi Tétra vanA ligase Pentadepsi vanX D,D-dipeptidase vanY D,D-carboxypeptidase ATB actifs sur les membranes cellulaires üPolymyxines : - 2 composés majeurs produits par Paenibacillus (Bacillus) polymyxa : Polymyxine B et polymyxine E (colistine) - ATB bactéricides actifs sur les BGN (sauf Proteus, Providencia, Morganella, Serratia marcescens) - Fixation sur ME et MC üLipopeptides (daptomycine) : - ATB actif sur bactéries à Gram + - Action bactéricide rapide + effet post-ATB - Fixation sur MC Ca2+-dépendante ATB inhibant la synthèse ou le fonctionnement de l’ADN D’après Walsh, Nat Rev Microbiol 2003 Rifampicine Famille des ansamycines Molécule hydrophobe +++ Dérivé hémi-synthétique de la rifamycine B isolée de Nocardia (Streptomyces) mediterranei Spectre antibactérien : CGP, CGN, Haemophilus (faible activité sur BGN sauf Haemophilus, Legionella, Brucella), mycobactéries (BK) ATB bactéricide à utiliser en association +++ Mode d’action Inhibition de la transcription (au niveau de l’initiation mais pas au niveau de l’élongation) par blocage de l’ARN-polymérase ADN-dépendante è Fixation non covalente (liaisons H) au niveau de la sous-unité b ARN polymérase de Thermus aquaticus (D’après Campbell et al., Cell 2001) Résistance par modification de la cible (RRDR) M. tuberculosis Fidaxomicine Produit de fermentation d’un actinomycète (Dactylosporangium aurantiacum) Spectre antibactérien étroit (Gram + anaérobies dont C. difficile +++) Inhibition précoce de la transcription by blocage de l’ARN polymérase Une seule souche de sensibilité diminuée (mutation dans rpoB mais pas RRDR) Quinolones • ATB synthétiques à activité bactéricide (1er : Acide nalidixique, 1962) • Très largement utilisés en médecine humaine et vétérinaire +++ • Dérivés d’un noyau naphthyridine ou quinoléine : R6 = F : Fluoroquinolones (FQ) X = N : Naphthyridones X = C : Quinolones Classification Q1G FQ Génération Molécule Spectre d’activité 1ère Acide nalidixique, Acide oxolinique, Acide pipémidique Fluméquine, Cinoxacine Enterobacteriaceae 2ème Norfloxacine, Loméfloxacine, Enoxacine, Ofloxacine, Péfloxacine, Ciprofloxacine, Enrofloxacine… + Staphylococcus aureus + Bactéries intra-cellulaires ± Pseudomonas aeruginosa 3ème Lévofloxacine, Sparfloxacine, Moxifloxacine + Streptococcus pneumoniae 4ème Gatifloxacine, Gémifloxaxine, Trovafloxacine + Bactéries anaérobies + Propriétés pharmacocinétiques intéressantes : Indications multiples Mode d’action Topoisomerase IV DNA gyrase Gyr B Par E Gyr A Par C Enzymes essentielles impliquées dans la réplication, la transcription, la recombinaison et la réparation de l’ADN Mécanismes de résistance 1. Résistance chromosomique : • • Diminution d’affinité par modification(s) des cibles moléculaires Diminution de la concentration intracellulaire de l’ATB par imperméabilité et/ou efflux actif 2. Résistance plasmidique : • • Protection de la cible (protéines Qnr) Inactivation enzymatique (aminoside acétyltransferase AAC(6’)- • Efflux actif (pompe QepA) Ib-cr) Ces mécanismes sont souvent associés Modification(s) des cibles (1) QRDR = 67-106 D’après Friedman et al., AAC 2001 Hot spot de mutations : Ser83 Asp87 Modification(s) des cibles (2) GyrA WT GyrB ParC 83 87 447 80 84 Ser Leu Leu Leu Leu Leu Leu Leu Leu Leu Leu Leu Leu Leu Leu Leu Asp Tyr Asn Asn Asn Asn Tyr Asn Asn Asn Tyr Lys Glu - Ser Arg Ile Arg Ile Arg Ile Ile Ile Ile Ile Glu Val Lys Lys Lys Lys Val Lys CMI Nal (µg/ml) CMI Cip (µg/ml) 2-4 128-256 >2000 512 >2000 >2000 >2000 >2000 >2000 >2000 >2000 >2000 >2000 >2000 >2000 >2000 0,007-0,25 0,25 1 2 4 4 8 8 8 16 16 32 32 64 64 128 D’après Vila et al., AAC 1994 et 1996 Imperméabilité Quinolones hydrophobes (NAL, SPX) Quinolones hydrophiles (NOR, OFX, CIP) Bicouche PL (LPS) ± Porines Porines www.bio.davidson.edu/ D’après Hirai et al., AAC 1986 Efflux actif ATB Milieu extracellulaire ME OprM ATB ATB NorA ATB EmrE ATB M M e e x x A A MexB NorM EP MC LmrA ATP H+ MFS H+ SMR PMF = Proton Motive Force Na+ MATE H+ RND ADP + Pi ABC D’après Cattoir et al., Pathol Biol 2004 Résistance plasmidique (Qnr) E. coli BM13 E. coli TC qnrA1+ NAL OFX NAL CIP OFX CIP C.J. Soussy, in L’Antibiogramme 2006 Sulfamides et 2,4-diaminopyrimidines v Sulfamides : - ATB synthétiques (dérivé du prontosil) bactériostatiques - Nombreuses molécules : sulfadiazine, sulfaméthoxazole, sulfadoxine, sulfaméthizole… - Spectre large (sauf Enterococcus, Lactobacillus, P. aeruginosa) mais nombreuses R acquises v 2,4-diaminopyrimidines (DAP) : - ATB synthétiques - Différents composés : triméthoprime (TMP), iclaprime… - Spectre moins large (sans BGN non fermentaires, CGN, Campylobacter, Bacteroides, Clostridium) + action anti-parasitaire Sulfaméthoxazole + TMP (BACTRIM®) = synergique bactéricide +++ Mode d’action Synthèse de l’acide dihydrofolique Analogue PABA Acide para-amino benzoique + dihydroptéridine Su Réductase de l’acide dihydrofolique Tm Acide dihydrofolique Analogue DHF Acide tétrahydrofolique ADN SYNTHESE PURINES PYRIMIDINES ARN Mécanismes de résistance v Sulfamides : - Diminution d’affinité par modification de la cible (DHPS) - Production d’une DHPS de moindre affinité (chez BGN) v 2,4-DAP : - Modification qualitative de la cible (DHFR) - Modification quantitative avec production accrue de la DHFR - Diminution de la perméabilité / surexpression de l’efflux actif - Acquisition de nouveaux gènes (DHFR non affine) +++ 5-nitro-imidazolés ATB synthétiques dont le chef de file est le métronidazole (existe aussi ornidazole et tinidazole) Métronidazole Activité bactéricide Spectre limité aux anaérobies stricts et certaines bactéries microaérophiles (ex. H. pylori, G. vaginalis) + action antiparasitaire Activation nécessaire par réduction à dommage ADN, protéines Mécanismes de résistance complexes et multiples ATB inhibant la synthèse protéique D’après Walsh, Nat Rev Microbiol 2003 Ribosome bactérien Ø Ø Ø Ø 10 000 à 30 000 ribosomes/bactérie 2/3 ARNr – 1/3 protéines Souvent présents à proximité de la membrane cytoplasmique Fonction : Biosynthèse des protéines ARN 16S 21 protéines ARN 23S + ARN 5S 36 protéines Traduction protéique EF-Tu EF-G Centre peptidyltransférase Aminosides Sucres aminés (2 ou +) reliés par un pont glycosidique à un noyau central aminocyclitol Streptomycine Molécules polycationiques basiques hydrophiles +++ (PM = 500-800 Da) Isolées à partir de Streptomyces, Bacillus ou Micromonospora ; ou obtenus par hémisynthèse Classification Classification en 2 familles selon la nature de l’aminocyclitol : - Streptidine : streptomycine - 2-désoxystreptamine : . susbtituée en 4 et 5 : Néomycine Paramomycine Framycétine . susbtituée en 4 et 6 : Kanamycine Tobramycine Gentamicine Nétilmicine Amikacine Isépamicine Dibékacine Sisomycine Néomycine + Spectinomycine Kanamycine Caractéristiques principales ü ATB bactéricides rapides (action concentration-dépendante) ü Usage parentéral (non résorbés per os) ü Néphro- et ototoxicité +++ ü Large spectre antibactérien : bactéries à Gram + et Gram sauf anaérobies stricts (résistance de bas niveau des streptocoques et entérocoques) ü Limite d’efficacité = prévalence importante de la R acquise ü Synergie +++ en association avec b-lactamines, glycopeptides et fluoroquinolones Mode d’action v Effet principal = Altération de la synthèse protéique +++ v Cible principale = Sous-unité 30S (ARNr 16S) v Site A = siège de fixation de la plupart des aminosides utilisés en thérapeutique ° 1405 ° 1404 - Site A °* 1408 - - 1494 °* - 1493 °* - 1492 * - 1491 ° ° Nuclétides pour liaison avec AG * Nucléotides pour liaison avec ARNt Mécanismes de résistance ü Inactivation enzymatique par les « AG-modifying enzymes » (AMEs) qui sont de 3 types : AAC, APH, and ANT ü Diminution de la concentration intracellulaire de l’aminoside par perméabilité réduite et/ou efflux actif ü Perte d’affinité de la cible par mutation(s) ou modification du site de fixation aux aminosides (méthylation) Inactivation enzymatique APH(y) Aminoside phospho-transférase (y) Pà -OH libre en y ANT(z) Aminoside nucléotidyl-transférase (z) Adénineà -OH libre en z AAC(x) Aminoside acétyl-transférase (x) Acétylationà -NH2 libre en x Perte d’affinité par méthylation 7 types (ArmA, RmtA-F) 1 types (NpmA) Tétracyclines Structures polycycliques complexes de type perhydro-naphtacène carboxamide Molécules formant des complexes avec les ions métalliques (coloration jaune-orangé) Isolées à partir de Streptomyces; ou obtenus par hémisynthèse Classification ü Classification en 3 générations : - 1ère génération : . Oxytétracycline . Tétracycline - 2ème génération : - . Doxycycline . Minocycline . Méthylènecycline . Lymécycline 3ème génération (glycylcyclines) : Tigécycline (D minocycline) . Tigécycline ü ATB bactériostatiques + effet post-ATB ü Spectre large : CGP, BGN (sauf P. aeruginosa), anaérobies, intracellulaires + action antiparasitaire ü MAIS problème des R acquises (glycylcyclines : activité accrue, résistance Tet) Mode d’action v Action au niveau du ribosome : - Inhibition de la phase d’élongation - Fixation réversible à la sous-unité 30S à proximité du site A : - Empêchement de la fixation d’un nouvel aminoacyl-ARNt Mécanismes de résistance Mécanisme Déterminant de résistance Famille/genre Efflux Tet(A) à Tet(E)… Pompes MDR Entérobactéries, Pseudo. Tet(K), Tet(L) Staph., Strepto., Entéroc. Protection ribosomale Tet(M), Tet(O)… BGN, CGP Inactivation enzymatique Tet(X) Bacteroides BGN, Bacilles à Gram - ; CGP, Coques à Gram + Macrolides et apparentés (MLS) ATB naturels (Streptomyces spp.) ou hémisynthétiques, composés d’au moins 2 sucres attachés à un noyau macrolactonique à : - 14 atomes : . Erythromycine . Clarithromycine . Roxithromycine . Dirithromycine . Oléandomycine . Télithromycine (kétolides) - 15 atomes (azalides) : . Azithromycine - 16 atomes : . Spiramycine . Josamycine . Midécamycine . Tylosine Erythromycine Lincosamides = Prolines alkylées d’origine naturelle (Streptomyces spp.) comme la lincomycine ou hémisynthétique comme la clindamycine Lincomycine Clindamycine Streptogramines (ou synergistines) Mélanges d’au moins 2 composés A et B agissant en synergie : - Pristinamycine = pristinamycine IA (A) + pristinamycine IB (B) - Virginiamycine = virginiamycine M (A) + virginiamycine S (B) - Dalfopristine (A) + Quinupristine (B) Dalfopristine Quinupristine Naturels Caractéristiques communes ü ATB bactériostatiques (macrolides et lincosamides) ou bactéricides (streptogramines) ü Spectre : Limité - Macrolides : actifs sur bactéries à Gram + et certains Gram – (Campylobacter, Helicobacter, Legionella) + intracellulaires mais activité médiocre ou nulle sur entérobactéries, BGN aérobies stricts (imperméabilité/efflux) - Lincosamides : idem + bonne activité sur anaérobies stricts - Streptogramines : idem (activité antistaphylococcique ++) ü Mécanisme d’action commun +++ Mode d’action Cible principale = sous-unité 50S (ARNr 23S) è blocage de l’élongation du peptide en cours de formation Fixation au site P à proximité de la base de la cavité qui contient le centre peptidyltransférase (domaine V) Mécanismes de résistance - Modification de la cible – Modification du ribosome par des méthylases Résistance croisée MLSB – Mutation ribosomale (H. pylori, M. avium…) Profil de résistance selon la mutation (plasmides, transposons) - Efflux de l’antibiotique Profil de résistance selon la spécificité de la pompe - Inactivation de l’antibiotique Profil de résistance selon la spécificité de l’enzyme Méthylation ribosomale Méthylation (résistance MLSB) Classe Gène Genre/espèce erm(A) erm(A) erm(TR) Staph. S. pyogenes, S. agalactiae erm(B) erm(B) Strept., Entéroc. erm(C) erm(C) Staph. Efflux actif Pompe Famille ATB Genre/espèce Mef(A) Mef(E) MFS Macroldies 14-15 Strept., Entéroc. MsrA ABC Macroldies 14-15 Streptogramines Staph. Vga(A) Vga(B) ABC Streptogramines Staph. Phénicolés Chloramphénicol isolé initialement de Streptomyces venezuale puis obtenu par synthèse Deux dérivés : . Thiamphénicol (- toxique) . Florfénicol (vétérinaire) Molécule lipophiles et non polaires ATB bactériostatiques OH R1 CH2-­ R2 HN CO-­CHCl2 Chloramphénicol (R1 = -NO2 ; R2 = -OH), Thiamphénicol (R1 = -SO2-CH3 ; R2 = -OH) Florfénicol (R1 = -SO2-CH3 ; R2 = -F) Spectre large +++ mais nombreuses R acquises Propriétés pharmacocinétiques idéales mais myélotoxicité +++ Mode d’action Cible principale = sous-unité 50S (ARNr 23S) è blocage de l’élongation du peptide en cours de formation Site d’action très proche de celui des MLS Mécanismes de résistance Organisme Mécanisme de résistancea E. coli S. aureus a b sauvage imperméabilité mutation ribosomale CAT type I CAT type II CAT type III sauvage CAT cfr CMI (mg/L) Chloramphénicol Thiamphénicol 2 32 32 256 256 512 4 64 64 32 128 512 1024 512 1024 8 512 -b Florfénicol 4 32 32 4 4 8 2 2 32 CAT, Chloramphénicol acétyltransférase. -, non déterminé. V. Cattoir, in L’Antibiogramme 2012 Acide fusidique Antibiotique naturel isolé à partir du micromycète Fusidium coccineum H3C Membre de la classe des fusidanes CH3 (structure stérolique) ATB bactériostatique à utiliser en association H HO CH3 H Spectre antibactérien étroit : Bactéries à Gram + (notamment S. aureus) HO H CH3 CH3 CH3 COOH O-­CO-­CH3 Mode d’action et mécanismes de résistance Blocage de l’élongation du néo-peptide par interférence avec le facteur d’élongation EF-G Chez S. aureus, 2 types de résistance rapportées : - Altération de la cible par mutation dans le gène fusA - Protection de la cible (gènes fusB plasmides) Oxazolidinones Antibiotiques synthétiques avec 2 représentants = Linézolide et Tédizolide ATB bactériostatique ou bactéricide avec effet post-ATB Spectre antibactérien étroit : Bactéries à Gram + (y compris SARM et ERV)hématologique Mode d’action et mécanismes de résistance Inhibition de la synthèse protéique après interaction avec la sous-unité 50S après fixation au site A du centre peptidyltransférase (ARN 23S) Résistance principalement acquise par mutations ribosomales (sélection in vitro à basse fréquence, 10-9-10-11) Nouveaux mécanismes de résistance plasmidiques : - par méthylation ribosomale, liée au gène cfr qui code une ARN méthylase (A2503 de l’ARNr 23S) è R croisée PhLOPSA (Staphylococcus +) - par efflux actif probable, lié au gène optrA è R croisée PhO (Enterococcus +) Mupirocine ATB bactériostatique isolé à partir de Pseudomonas fluorescens : Actif sur CG+ (notamment SARM) à décontamination nasale Altération de la synthèse protéique par inhibition compétitive de l’isoleucyl-tRNA synthétase Résistance par mutations ou plasmidique (mupA) Etude in vitro de la sensibilité aux ATB Bactériostase vs. bactéricidie = inhibition de la croissance bactérienne = destruction des bactéries Paramètres de bactériostase CI50 = Concentration Inhibitrice 50 : Conc. d’ATB qui ¯ de 50 % le nombre de bactéries - peu utilisée en pratique CMI = Concentration Minimale Inhibitrice : Conc. d’ATB la plus faible inhibant toute croissance bactérienne visible - Très utilisée en pratique CMI50 et CMI90 : Conc. minimales inhibant la croissance de 50 % ou 90 % des souches testées CMI modale : Valeur de CMI la plus fréquente dans un panel de souches testées Paramètres de bactéricidie CMB = Concentration Minimale Bactéricide : Conc. d’ATB laissant subsister moins de 0,1 % (3 log10) de survivants 100 Rapport CMB/CMI : Utilisé pour distinguer - ATB bactéricides (CMB/CMI < 2) - ATB bactériostatiques (CMB >> CMI) Tolérance d’une souche : CMB/CMI ≥ 32 (Ex. Streptocoques et b-lactamines) n.10-­‐3 0.1 Cinétique de bactéricidie : Epreuve dynamique qui prend en compte du facteur temps - Méthode lourde Bactéricidie ATB temps-dép. : vitesse de bactéricidie indépendante de la concentration ; concentration sérique doit être maintenue élevée en permanence ATB concentration-dép. : vitesse de bactéricidie dépendante de la concentration ; pics sériques élevés doivent être obtenus régulièrement Effet post-ATB : Mesuré par le temps mis par une souche à retrouver une croissance normale après arrêt de l’ATB Utilité en pratique Evaluation des paramètres de bactériostase : Suffisante pour les infections aiguës chez les IC Faite par la mesure directe ou indirecte de la CMI Evaluation de la bactéricidie : Parfois nécessaire pour infections sévères (endocardites, septicémies), chroniques (ostéites) ou sur terrain fragilisé (aplasiques) NB : ATB les + bactéricides : Ø b-lactamines Ø Aminosides (rapides +++) Ø Quinolones Ø Glycopeptides (lents) Catégorisation clinique (1) Basée sur le choix de valeurs critiques dép. de la CMI Valeurs proposées par des comités nationaux : CA-SFM en France, EUCAST en Europe, CLSI aux E-U… Selon l’OMS, 2 définitions de la R : . Souche capable de supporter une conc. d’ATB notablement plus élevée que celle qui inhibe la majorité des autres souches de la même espèce à Catégories de populations bactériennes . Souche capable de supporter une conc. d’ATB notablement plus élevée que celle qu’il est possible d’atteindre in vivo à Catégories cliniques Catégorisation clinique (2) 1. Bactériologiques : è Distribution de CMI pour des populations de souches définies et appartenant à chacune des espèces bactériennes 2. Pharmacocinétiques : è Conc. sériques et tissulaires obtenues aux posologies usuelles (RCP) - A comparer à la CMI de la souche 3. Cliniques : è Confrontation des résultats obtenus in vitro et des résultats obtenus in vivo (essais cliniques) avec notion de succès ou d’échec thérapeutique èPROPOSITION DE CONCENTRATIONS CRITIQUES : BASSE (c) ET HAUTE (C) Catégorisation clinique (3) 3 catégories de souches : . Sensible S : Probabilité de succès thérapeutique acceptable dans le cas d’un traitement systémique avec la posologie recommandée (RCP) . Résistante R : Forte probabilité d’échec thérapeutique . Intermédiaire I : Succès thérapeutique imprévisible (ensemble hétérogène qui sert de zone tampon) En pratique : Catégorie CMI (µg/ml) S CMI £ c I c < CMI £ C R CMI > C Antibiogramme standard (1) = Méthode par diffusion en milieu gélosé ou méthode des disques Technique simple, rapide, fiable et visuelle Protocole : Utilisation de disques imprégnés d’une conc. donnée d’ATB (en µg) Dépôt de ces disques à la surface d’une gélose uniformément ensemencée avec une suspension calibrée de bactéries à étudier Diffusion concentrique de l’ATB dans la gélose pendant l’incubation Lecture à 18-24 h (zones d’inhibition) : Plus ce Ø est grand, plus la bactérie est S à l’ATB Plus ce Ø est petit, plus la bactérie est R à l’ATB Antibiogramme standard (2) . Corrélation du Ø avec la CMI avec une courbe de concordance . Catégorisation de la souche étudiée selon les Ø critiques (d, D) : Catégorie CMI (µg/ml) Ø (mm) S CMI £ c Ø ³ D I c < CMI £ C d £ Ø < D R CMI > C Ø<d Antibiogramme standard (3) Exemple d’antibiogrammes : Ex. Proteus mirabilis résistant à l’amoxicilline (AMX) et Ticarcilline (TIC) ; Résistant aux aminosides (KTG), aux cyclines (TE) et au Bactrimâ ; Résistant naturellement à la colistine (CS) et aux furannes (FT) Antibiogrammes automatisés ü Micro-galeries avec cupules contenant ¹ conc. d’ATB adaptées aux groupes bactériens (staphylocoques, BGN,…) ü Ensemencement avec inoculum standard ü Résultats rapides (ex. 4-6 h pour les entérobactéries) ü Couplage à un système informatique d’expertise Détermination de la CMI 3 méthodes principales : 1. Dilution en milieu gélosé : Appareil de Steers 2. Dilution en milieu liquide : 3. Méthode E-Test (bandelettes imprégnées d’un gradient de conc. d’ATB) Macrodilution Microdilution CMI = 4 µg/ml Recherche de b-lactamase Détection de pénicillinase par test chromogénique : Pour la détection de pénicillinase (TEM) de certaines espèces comme Haemophilus, Neisseria, Moraxella ou Staphylococcus Utilisation de disque avec substrat chromogénique : Détection de b-lactamases à spectre élargi (BLSE) : BLSE = Dérivées des pénicillinases capables d’hydrolyser la quasitotalité des b-lactamines (sauf imipénème et céphamycines) Souvent R associées aux aminosides et FQ àUtilisation du test de synergie entre inhibiteurs de b-lactamases et C3G : IMAGE EN « BOUCHON DE CHAMPAGNE » Associations d’ATB (1) Ø Elargissement du spectre (traitement d’urgence, d’infection mixte) Infections sévères souvent chez patients en USI, onco-hémato. Ø Prévention de l’émergence de mutants R Ex. tuberculose Ø Obtention d’une synergie Ex. endocardites infectieuses, infections sévères à P. aeruginosa, infections à BMR… Ø Diminution de la durée du traitement Ex. endocardites (pénicilline + aminoside vs pénicilline seule) Ø Association pour la diffusion Ex. péfloxacine + rifampicine dans infections osseuses Associations d’ATB (2) q Nombreuses méthodes (non faites en routine) ; Résultats parfois difficiles à interpréter voire discordants q 2 catégories : . méthodes en point fixé . méthodes cinétiques q 4 effets antibactériens observables : - indifférence : AB = A + B - addition : AB # A + B - synergie : AB > A + B - antagonisme : AB < A + B q Ex. d’associations synergiques : - b-lactamines + aminosides - Glycopeptides + aminosides - Sulfamides + Triméthoprime = Cotrimoxazole (BACTRIMâ) Méthodes génotypiques Mise en évidence des gènes de résistance (mais expression ?) Méthodes basées sur la PCR Détection par séquençage, hybridation, sonde Méthodes rapides mais + chères et limitées Intéressantes pour les germes à croissance lente ou difficile Exemples d’applications : - Mycobactéries (BK) : R à la rifampicine (rpoB) - Helicobacter pylori : R à la clarithromycine - Staphylococcus aureus : R à la méticilline (mecA) Surveillance d’un traitement ATB Détermination des concentrations sériques et tissulaires : Prélèvement au pic (30’ après admin. IV) et en résiduelle (5’ avant admin.) NB : POUR ETRE ACTIF : IL FAUT CONC. LOCALE > CMI +++ o Dosage par méthodes immuno-enzymatiques : Ex. Aminoside Amikacine 2x/j 1x/j Aminosides Pic (µg/ml) 25-35 45-60 Glycopeptides Résiduelle (µg/ml) <4 <2 Gentamicine 2x/j 1x/j 5-12 12-25 <2 <1 Tobramycine 2x/j 5-12 <2 Isépamicine 2x/j < 35 < 10 Glycopeptide Situations usuelles Situations particulières : . Endocardites . Méningites . Ostéites . Souche de sensibilité diminuée (CMI > 4) Résiduelle (µg/ml) 15-20 20-35 Surveillance de la toxicité (ex. néphrotoxicité)