MMéécanisme de resistance des BGN canisme de resistance des BGN aux BLactaminesaux BLactamines

M. Griton, DESC Réanimation, septembre 2009

Penicilline↑

Céphalosporine↓

● Action sur synthèse paroi externe

Blactamines

● Cycle B-Lactam● Modification résidus:

– Pharmacocinétique– Pharmacodynamie

●

( )( )

=transpeptidase et

carboxypeptidases

B lactamines

Structure de BGN

Transpeptidase / ∑ peptidoglycane

●

=transpeptidase et

carboxypeptidases

B lactamines

ImperméabilitéPhénomènes

d'efflux

Diminution del'affinité pour

les PLP

Inhibitionsenzymatiques:B-lactamases

Blactamases

Mécanismes de résistance

Mécanismes de résistance

ImperméabilitéPhénomènes

d'efflux

Diminution del'affinité pour

les PLP

Inhibitionsenzymatiques:B-lactamases

β-lactamases

Mécanisme d'action des B-Lactamines

● Espace périplasmique

● Fixation sur site actif des PLP (transpeptidase

et carboxypeptidase)

● Inactivation irréversible

Classification des Blactamases: AmblerRésistances Ac Clav Stables

A Pénicillinase Aminopénicillines UréidopéniCarboxypénicillines + Céphalosporines

C1G (+/-) CarbapénèmesAztréonam

B Metallo B lactamase Aminopénicilline - AztréonamCarboxy, UréidoC1G, C2G, C3GCarbapénème

C Céphalosporinase I Ampicillines - Carboxy, uréidoC1G C3G

CarbapénèmesAztréonam

D Oxacillinase Oxacilline -

Autre classification: Bush: Gr 1= céphalosporinases; Gr2= pénicillinases,céphalosporinase, et BLSE (inhibées par Ac. Clav); Gr3 = Métalloprotéases

RRéésistances naturelles des sistances naturelles des EntEntéérobactrobactéériesries

Caractéristiques d'une espèceIntérêt en pratique? Peuvent s'exprimer faiblement

et se traduire par des CMI proches des valeurs critiques basses de l'ATB.

Elle doit être prise en compte dans la lecture interprétative de l'antibiogramme.

SFM, recommandations 2007

Résistances naturelles des entérobactéries

Aminopéni Carboxyp Uréidopénicilline Céfamycines C3G Pénèmes

AM AMC TIC PIP TZP CXM FOX CTX FEP IMP

s s s s s s s s s s s s

CF(C1G)MA(C2G)

● Groupe 1: « sensible »

E.Coli, Proteus mirabilis, Salmonella sp, Shigella sp

Traitement Recommandé: Penicilline A

SFAR, conf actualisation 2005

Résistances naturelles des entérobactéries

Aminopéni Carboxyp Uréidopénicilline Céfamycines C3G Pénèmes

AM AMC TIC PIP TZP CXM FOX CTX FEP IMP

I/R S I/R S S S S S S S S S

CF(C1G)MA(C2G)

● Groupe 2: « Pénicillinase » de bas niveau, chromosomique

Klebsielle sp, Citrobacter Koseri

SFAR, conf actualisation 2005

Traitement Recommandé: Penicilline A + Ac Clav

Résistances naturelles des entérobactéries

● Groupe 3: Céphalosporinase inductible, chromosomique

Enterobacter sp, Serratia sp, Citrobacter freundii, Proteus sp, Morganella sp

SFAR, conf actualisation 2005

Traitement Recommandé: Penicilline A + Ac Clav

Aminopéni Carboxyp Uréidopénicilline Cephamyci C3G Pénèmes Monobact

AM AMC TIC PIP TZP FOX CTX FEP IMP ATM

R R S S S R R S S S S S

CF(C1G)MA(C2G)

C'ASE ou enzymes AmpC

● Class C de classification d'Ambler

● Enzyme serine dépendante

● Specifité: cephalosporines > penicilline

● INDUCTIBLE (sauvage)

● Chromosomique, résistance naturelle des entérobactérie de groupe III, du Pyocyanique et de l'acinetobacter

Entérobacter sp, Serratia sp,Morganella sp, Citrobacter Freundii,Proteus sp, Hafnia alveii, Providencia

Entérobacter sp, Serratia sp,Morganella sp, Citrobacter Freundii,Proteus sp, Hafnia alveii, Providencia

C'ASE ou enzymes AmpC: INDUCTION

= perméase

= régulateur

= enzyme lytique

Tri et pentapeptides

Beceiro, Med microb 2004

● Substrats : – C1G+++

– C2G, C3G

– Ampicilline

+/- carboxy, uréidopéni(inducteurs faibles)

● EN PRATIQUE

Pas de C3G en monothérapie

Uréido ou carboxypéni si sauvage

SFAR, conf actualisation 2005

Aminopéni Carboxyp Uréidopénicilline Céfamycines C3G Pénèmes

AM AMC TIC PIP TZP CXM FOX CTX FEP IMP ATM

R R S S S R R S S S S

CF(C1G)MA(C2G)

S/I/R S/I/R

Résistances naturelles des entérobactéries

Aminopéni Carboxyp Uréidopénicilline Céfamycines C3G Pénèmes

AM AMC TIC PIP TZP CXM FOX CTX FEP IMP

R R R R R R R S S S S S

CF(C1G)MA(C2G)

● Groupe 4: « pénicillinase et céphalosporinase »

Yersinia E.

Métallo B Lactamases

● Mécanisme d'action: necessite Zinc pr hydrolyse

● Spectre d'activité très large: toutes les B lactamines (dont les carbapénèmes) sauf aztréonam

● Possibilité de transfert horizontal: plasmides/ intégrons (+++) (classe B1+++)

● Absence d'inhibiteur

● Souvent associé à d'autres Blactamases cl A

Aminopéni Carboxyp Uréidopénicilline Céfamycines C3G PénèmesMonobacta

AM AMC TIC PIP TZP CXM FOX CTX FEP IMP ATM

R R R R R R R R R R R R S

CF(C1G)MA(C2G)

Class D Blactamases ou oxacilllinases

● Substrat: oxacilline+++

● Pas d'inhibition par Ac clav

Aminopéni Carboxyp Uréidopénicilline C1G C2G Céfamycin C3G Pénèmes Monobact

AM AMC TIC PIP TZP CF MA FOX CTX FEP IMP ATM

R R R R R R R S S S S S

OXA type enz RESISTANCE

● Principalement médiée par intégrons +++, ou plasmides

● Activité BLSE (+oxacilline) +/- carbapénèmases

RRéésistances acquises des BGNsistances acquises des BGN

B Lactamases de haut niveauTRI

BLSECephalosporinases hyperproduites

Carbapénèmases

Mécanismes de dissémination

● Clonale: dissemination horizontale d'un patient à l'autre

● Plasmidique: vers une autre souche

● Intégrons, transposons, séquences d'insertion:

transfert d'éléments de résistance entre

différents plasmides

B Lactamases de haut niveau

● Mécanisme: Plasmidique

Aminopéni Carboxyp Uréidopénicilline Céfamycines C3G Pénèmes

AM AMC TIC PIP TZP CXM FOX CTX FEP IMP

R S R R S R R S S S S S

CF(C1G)MA(C2G)

Traitement Recommandé: C3G +/- association avec Aminoside ou FQ

SFAR, conf actualisation 2005

BLSE

● DéfinitionEnzyme de la classe A capable d'hydrolyser les péni, céphalosporines (y compris C3G et C4G) et aztréonamet Inhibée par les inhibiteurs de Blactamases

● +/- élargie à class D (oxa)

● En pratique, synergie = « bouchon de champagne »

Bush, AAC, 1995

Aminopéni Carboxyp Uréidopénicilline Cephamyci C3G Pénèmes Monobact

AM AMC TIC PIP TZP FOX CTX FEP IMP ATM

R R R R R R R S R R S R

CF(C1G)MA(C2G)

Ex: E.Coli BLSE

BLSE

● Augmentation affinité des Blactamases par mutations ponctuelles

● Transmission clonale, par plasmides, transposons ou intégrons (R associées fréquentes)

● Traitement recommandé:

– Carbapénèmes (> fluroroquinolones)+/- association céfépime/aminoside

Problèmes? Difficulté de détection, difficulté de traitement

BLSE Type TEM ou SHV

● 92 et 95, mutations ponctuelles sur enterobactéries

● Transfert II horizontal par plasmides;

BLSE Type CTX

● 1980's: BLSE naturelles mais substrat cefotaxime/ceftriaxone> ceftazidime

● R initiale: peni, C1G, C2G, cefotaxime, céfépime

● Mutations secondaires > R ceftazidime +/-carbapénèmes

● Dissémination+++ par éléments mobiles variés: plasmides, intégrons, ISECP1, Phages

BLSE type CTX

● En pratique

● Problèmes:

– Dissemination +++

– Détection: coupler test ceftazidime et cefotaxime

– Resistances souvent associées: B-lactamases et autres

– Résistance carbapénèmes (disparaît après diminution de la selection par carbapénèmes)

B lactamases de type TRI

● TEM resistant inhibitor

● Souvent associé à des profils BLSE

C'ASE ou enzymes AmpC: RESISTANCE● Modifications chromosomiques ou transmission

horizontale (plasmides)

● Hyperproduction AmpC (modification promoteur)

● DEREPRESSION: modification structures de régulation de l'AmpC

Corvec, AAC, 2002

Carbapénèmase

● Classe A, (B) ou D

● Spectre: Carbapénèmes + Blactamines (+/-

C3G/C4G)

● +/- inhibition par Clavulanate/tazobactam (A)

● Induites par C1G et IMP (A)

● Mutations chromosomiques initiales > Augm affinité,mais aussi augm promoteurs

● Transfert clonal +++, +/- plasmides et intégronsAminopéni Carboxyp Uréidopénicilline Céfamycines C3G Pénèmes Monobacta

AM AMC TIC PIP TZP CXM FOX CTX FEP IMP ATM

R R R R R R R R R R S/R S/R R

CF(C1G)MA(C2G)

Carbapénèmases

● En pratique

● Problème par

– apparition d'enzymes sur éléments mobiles

– Souvent combinées à d'autres Blactamases

– Difficulté de détection laboratoire

– Futur? TT? Mortalité élevée

Cas particuliers de certaines BGNCas particuliers de certaines BGN

Pseudomonas AeruginosaAcinetobacter Aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa sauvage

1. Membrane externe peu perméable2. Pompes à efflux multiples3. C'ASE inductible

Aminopéni Carboxyp Uréidopénicilline C1G C2G Cephamyc C3G PénèmesMonobact

AM AMC TIC PIP TZP CF MA FOX CTX FEP IMP ATM

R R S S S R R S R S S S

Pseudomonas aeruginosa: RESISTANCES1 Dérépression céphalosporinase (S pénèmes et C4G)

2 Oxacillinase: R pipé et ticar

3 « resistance intrinsèque aux carbenicillines »: derepression systèmes d'efflux et diminution perméabilité membrane. S Pénèmes (R associées multiples)

4 R isolées aux pénèmes par acquisition d'une porine spécifique OprD

5 Blactamines BLSE (classes A, B, D) médiées par Plasmides, intégrons, transposons

6 Autres: Modifications des PLPs, ...

Acinetobacter : particularités

● Extrème capacité à acquérir des gènes de resistance:

– « naturaly transformable »: perte de MutS > mutations+++; acquisition de gène qui favorise acquisition de matériel dans environnement

– Ilots de résistance multiples (gènes de résistance, transposons)

– Séquences d'insertion● Mécanismes classiques:

– Transfert de gènes de résistance par plasmides, transposons, intégrons

– Acquisition de promoteurs par séquence d'insertion

Acinetobacter : RESISTANCE

● Multiples, toutes les formes sont trouvées

● Carbapénèmase fréquentes > Pb

thérapeutiques

● Céphalosporinase déréprimées, mais aussi

mutations

CONCLUSION

● Mécanisme d'induction ampC par céphalosporine et ampicilline

● Pression de sélection>Mutation

● Isolement > Dissémination

● Carbapénèmases, Association de résistances