Consommation des antibiotiques en Europe - 2001 - Ville (ESAC)

1. Consommation des antibiotiques en Europe - 2001 - Ville (ESAC)

2. Consommation des antibiotiques en Europe - 2001 - Hôpital (ESAC)

3. Enquêtes Santé Protection sociale menées par la CNAM auprès des assurés sociaux

4. Enquêtes Santé Protection sociale menées par la CNAM auprès des assurés sociaux

5. Facteurs d ’activité des antibiotiquesMécanismes de résistance Imperméabilité Modification de la cible Inactivation Hyper efflux

6. Mode d’action des antibiotiques B-lactamines Glycopeptides Fosfomycine PAROI BACTERIENNE Porine (OMP) Quinolones Rifampicine Nitrofuranes Nitroimidazolés Aminosides Cyclines Macrolides Phénicolés acide folique Sulfamides Trimetoprime

7. Résistance naturelle • Caractéristiques propre à une espèce bactérienne • Partagée par toutes les souches dites normales de l’espèce dit « phénotype sauvage » • Espèces habituellement sensibles (RCP) • Exemples : • Escherichia coli résistant aux macrolides, aux glycopeptides • Staphylococcus aureus résistant aux imidazolés, à la colistine • Pneumocoque résistant aux aminosides

8. Résistance acquise • Caractéristiques propre à certaines souches au sein d’une même espèce bactérienne • « Phénotype résistant » • Résulte d’une modification génétique: • Mutation • Acquisition d’un gène de résistance • Exemples : • E. coli résistant à l’ampicilline • S. aureus résistant à la pénicilline • Pneumocoque résistant à l’érythromycine

9. Inhibiteurs de la synthèse de la paroi bactérienne • ß-lactamines: pénicillines, céphalosporines, penems => inhibition des Protéines Liant la Pénicilline (PLP ou PBP) qui sont des transglycosylases, transpeptidases et carboxypeptidases • Glycopeptides : Vancomycine, teicoplanine => fixation sur le dipeptide terminal D-alanyl-D-alanine • Autres antibiotiques : Fosfomycine, Bacitracine

10. Paroi Gram +

11. Paroi Gram -

12. Structure simplifiée du peptidoglycane de Staphylococcus aureus

13. Réaction de transpeptidation au cours de la synthèse du peptidoglycane de S. aureus. La liaison peptidique D-Ala-D-Ala est remplacée par une liaison D-Ala-Gly. NAM : acide N-acétyl muramique; N-acétyl glucosamine

14. Les Béta-lactamines : structure Clavams, inhibiteur de B-lactamase ex. acide clavulanique Les pénicillines ex. pénicilline ampicilline Céphalosporines ex. cefotaxime ceftazidime Oxacephems ex. moxalactam Carbapenem ex. imipénème Monobactams Ex. aztreonam

15. Analogie stérique entre la pénicilline G et le dipeptide terminal D-Ala-D-Ala du pentapeptide

16. Résistance bactérienne aux b-lactamines : les b-lactamases • Mécanisme le plus fréquent • Enzymes qui hydrolysent les b-lactamines ( )

17. Inactivation des B-lactamines par les B-lactamasesex. pénicillinase vs pénicilline

18. Site actif de la BLSE TEM-52 antibiotique SER238 LYS104 Glu240

19. Pneumocoque : résistance acquise • Définition de la moindre sensibilité et de la résistance au béta-lactamines chez le pneumocoque : • Pénicilline G : S < 0,125mg/l 0,1 I  1mg/l R > 1mg • Amoxicilline : S  0,5mg/l R > 2mg/ • Cefotaxime : S  0,5mg/l R> 2mg/l

20. Moyenne Enfants Adultes Pénicilline G I+R 55 (R = 14) 71 46 Amoxicilline I+R 29 (R = 2) 40 25 Cefotaxime I+R 19 (R = 0,2) 26 15 Erythromycine 58 72 48 Co-trimoxazole 42 51 36 Rifampicine 0.6 0.6 0.5 Pneumocoque: résistance acquise (%)le pourcentage de souches résistantes varie en fonction de l’âge (et de la région)

21. Inhibiteurs de la synthèse des acides nucléiques (ADN, ARN) • Réplication de l’ADN : ADN => ADN • Quinolones : acide nalidixique, ciprofloxacine • Novobiocineet coumermycine =>inhibition des topoisomérases (ADN gyrase et topoisomérase IV) Transcription de l’ADN : ADN => ARN • Rifamycines : rifampicine, rifabutine => inhibition de ARN polymérase (fixation sur sous-unité Beta Synthèse de l’acide folique => bases • Sulfamides :sulfaméthoxazole, sulfadiazine • Trimethoprime + sulfamides = cotrimoxazole (BACTRIM) Toxicité directe sur l’ADN • Nitroimidazolés :composés réduits interfèrent avec la biosynthèse de la thymine et entraînent des coupures de l’ADN • Nitrofuranes : idem

22. Quinolones : mode d’action Paroibactérienne Topoisomérase II ADN Gyrase Gyr A Voie des porines Double hélice d’ADN Gyr B Mg2+ Voie du LPS Mg2+ Par C Topoisomérase IV Par E Double hélice d’ADN

23. Mecanismes de resistance aux quinolones Diminution de la perméabilité Efflux Modification des cibles Qnr gyrase N-acetyl- topoisomerase IV Protection des cibles Acétylation adapted from Peter Heisig

24. Etapes d‘acquisition de la résistance aux quinolones chez E. coli CMI [mg/l] Ciprofloxacine acide nalidixique 0.015 4 0.5 256 Nal R 2 1,024 Cip I 64 >2,048 Cip R Mécanisme (mutation) sauvage mutation ADN gyrase (gyrA ou gyrB) Mutant 1ère étape Efflux ou pénétration (acrB ou marR) Mutant 2ème étape 2ème mutation gyrase ou topoisomérase IV (parC ou parE) Mutant 3ème étape

25. Antibiotic resistance Superoxide stress response acrAB micF sodA fpr soi DNA repair Metabolism nfo zwf fumC pH response inaA Translation rpsF

26. The four classes of bacterial drug efflux pumps H+ substrate H+ H+ substrate substrate substrate ATP ADP RND MFS SMR ABC

27. Hypothetical model of efflux systems in P. aeruginosa from H. Nikaido J. Bacteriol. Oct 1996 178, 5853-5859

28. 2,4 aminopyridines Sulfamides Trimétoprime pyriméthamine Sulfaméthoxazole Sulfadiazine Prontosil Dapsone

29. Mode d’action des sulfamides et des 2,4 aminopyridines DHFR DHPS DHFR Acide folique chez cellules eucaryotes

30. Sulfamides et 2,4 aminopyridines • Sulfamides : 1er antibactérien découvert par Domagk 1935 • Antibactériens de synthèse • Large spectre antimicrobien : bactéries et protozoaires (Plasmodium, Toxoplasma) • Bactéricide • Pas d’effet sur les cellules eucaryotes pour les sulfamides

31. Sulfamides Imperméabilité (porines) Rproduction de DHPS Modification de DHPS (mutations 53 et 55) DHPS résistantes integron sul1 Trimétoprime Imperméabilité (porines) Auxotrophie pour la thymine Rproduction de DHFR DHFR résistante integron dhfr1 et dhfr2 Mécanismes de résistance aux sulfamides et aux 2,4 aminopyridines

32. Antibiotiques inhibiteurs de la synthèse protéique

33. Inhibiteurs de la synthèse des protéines • Sous-unité 30S du ribosome • Aminosides : gentamicine, amikacine Sous-unité 50S • Macrolides (érythromycine, clarithromycine) Lincosamides (clindamycine) et Streptogramines(pristinamycine) : • fixation sur l’ARN 23S (domaines V et II) • Phénicolés : chloramphenicol, thiamphenicol => inhibition de la fixation de l’aminoacyl-tARN + inhibition de la peptidyltransférase • Tétracyclines : doxycycline, minocycline => inhibition de la fixation de l’aminoacyl-tARN • Acide fusidique : inhibition du facteur d’élongation EF-G

34. Macrolides et apparentés • Mécanisme d’action : • Fixation au niveau de ARNr 23S de la sous unité 50S du ribosome => inhibition de la synthèse protéique par blocage des transferts peptidiques • Mécanisme de résistance : • Modification de la cible par méthylation de l’ARNr 23S de la sous unité 50S (erm) • Résistance enzymatique par estérase et phospho- transférase chez les entérocoques • Efflux (mef)

35. Résistance aux macrolides par mutation ou méthylation de l’Arn 23s

36. TOP-TEN des bactéries multi-résistantes (BMR) • SARM: Staphylocoque doré (Staphylococcus aureus) résistant à la méticilline => R toutes B-lactamines • PSDP et PRDP: Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) de sensibilité diminuée ou résistant à la pénicilline => I toutes B-lactamines • VRE: entérocoque (Enterococcus faecalis ou faecium) résistant à la vancomycine (+teicoplanine) • BLSE: bacille à Gram négatif (entérobactéries le plus souvent) producteurs de B-lactamase à spectre étendu -> R aux C3G • MDR-TB: bacille de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) résistant à l’isoniazide et à la rifampicine • Acinetobacter (A. baumannii) résistant à l’imipénème • Bacille pyocyanique (Pseudomonas aeruginosa) résistant à tous les ATB sauf la colimycine • Gonocoque (Neisseiria gonorrhoae) producteur de B-lactamase et résistant à la ciprofloxacine • GISA: Staphylocoque doré résistant résistant aux glycopeptides (vancomycine et teicoplanine) • Salmonella enterica Typhimurium DT104 résistantes à de nombreuses familles d’antibiotiques

37. Nombre de cas de tuberculose multirésistante en France et Ile de France : 1992-2002 79 Cas / an 48 28 41 année

38. Mécanisme de résistance à la rifampicine chez Mycobacterium tuberculosis Mutations ponctuelles dans la région 507 - 533* de rpoB, codant la sous-unité b de l’ARN polymérase 521 511 513 516 526 531 533 Leu Ser Leu Gln Asp His Ser Pro Leu Pro Tyr Val Leu Tyr Asp Arg Leu Leu Trp Pro Pourcentage des mutations parmi souches Rif-R 10% 35% 45% *numérotation des codons utilisée chez E.coli Telenti 1993, Honore 1993, Williams 1994 et 1998, Musser 1995, 1998

41. Support génétique de la résistance • Chromosome: • Sélection de mutant résistant => transmission verticale (par filiation) • Transformation et Recombinaison par gènes R étrangers chez bactéries naturellement transformables (pneumocoque, gonocoque) => transmission horizontale (d’une bactérie à une autre) • Plasmide ou élément génétique transférable: • Conjugaison • Transposition • Transmission horizontale et verticale

42. Schéma de sélection de mutants résistants Foyer infectieux ATB bactérie sensible bactérie résistante à l’antibiotique [C] locale Facteurs favorisants Population bactérienne normale Population bactérienne devenue résistante

43. Mode d‘acquisition de la résistance aux quinolones = mutation chromosomique Mutation ponctuelle dans un gène régulateur pour l‘accumulation Mutation ponctuelle dans le gène d‘une cible Serine-83 in gyrA marR, mexR + _ (Thr) A (Stop) A (Ser) A marO marR marA marB (Ala) G (Ser) C T C G marC (Pro) C (Trp) G (Leu) T (Ser) T Fréquence de mutation : 1 mutant pour 10 à 100 millions de bactéries

44. Sélection* in vivo de mutants résistants lors du traitement par quinolones d'infections tissulaires * Dépend de la taille de lapopulation bactérienne, de la localisation de l'infection, de l'état des défenses immunitaires

45. Prévention de la résistance ex. Quinolones • Modèle des antibiotiques pour lesquels la résistance est acquise par sélection de mutant résistant : • Pas de monothérapie sur staphylocoques, streptocoques, pyocyanique, Acinetobacter, mycobactéries, entérobactéries nal-R • Résistance croisée entre les différentes quinolones • Utiliser la quinolone la plus active sur la bactérie en cause et à une posologie élevée (Cmax /CMI > 10 ou AUC/CMI > 100)

46. Impact des antibiotiques sur les floresSélection de E. coli fécal résistant au triméthoprime (support plasmidique) sous traitement oral par triméthoprime ou cotrimoxazole 9- 8- 7 - 6 - 5- 4- 3 - 2 - 1 - 0- Total placebo SMZ-TMP TMP Log CFU de BGN / g de selles R prophylaxie l l l l l 0 1 2 3 4 semaines d’étude Murray et al, NEJM, 1982, 306 : 130

47. Résistance (%) de Escherichia coli isolé des infections urinaires communautaires, selon les antécédents d’antibiothérapie (Réseau Aforcopi-Bio 2000) -lactamines Quinolones < 6 mois< 6 mois oui non oui non n = 66n = 340 n = 56n = 354 AMX 59 36 36 40 AMC 59 33 41 38 NAL 17 13 37 9 CIP 6 6 22 3 www.onerba.org

48. Résistance aux aminopénicillines chez Escherichia coli en 2003 (EARSS) www.earss.rivm.nl

49. Résistance aux céphalosporines de 3ème génération chez Escherichia coli en 2003 (EARSS) www.earss.rivm.nl

50. Phénotype Mécanisme de résistance Ville (%) Hôpital (%) PéniS-MetiS Aucun 20 7 PéniR-Metis Pénicillinase plasmidique 80 66 PéniR-MetiR Gène mecA chromosomique 2 27 Staphylococcus aureus : fréquence de la résistance acquise