Antibiotiques UE « Agent infectieux » DFGSM-3, 2 semestre, année 2016-2017

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
üPolymyxines :
- 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
üLipopeptides (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
èPROPOSITION 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
àUtilisation 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)