Le point Vétérinaire n° 264 du 01/04/2006
 

RÉSISTANCES AUX BÊTA-LACTAMINES

Éclairer

NOUVEAUTÉS

Jean-Yves Madec*, Danièle Meunier**


*Unité bactériologie bovine
et sécurité des viandes,
Afssa Lyon
31, avenue Tony-Garnier
69364 Lyon Cedex 07
**Unité bactériologie bovine
et sécurité des viandes,
Afssa Lyon
31, avenue Tony-Garnier
69364 Lyon Cedex 07

Pour la première fois en France, des souches de colibacilles résistantes aux céphalo-sporines de 3e génération ont été caractérisées chez les bovins, les porcs et les volailles.

Les bactéries sont douées d’un étonnant pouvoir d’adaptation, souvent par modification de leur patrimoine génétique. Une fois adaptées, elles peuvent transmettre le nouveau caractère à leur lignée ou à d’autres souches de la même espèce, voire d’une espèce différente. Il en va souvent ainsi de l’antibiorésistance. Observé dès la découverte de l’intérêt de la pénicilline G contre les infections à staphylocoque doré, ce phénomène n’est devenu un sujet de préoccupation que tardivement. Il constitue pourtant une menace pour la santé publique à court terme. La mise en place de réseaux de surveillance, comme l’Observatoire national de l’épidémiologie de la résistance bactérienne aux antibiotiques (Onerba) en France, atteste du renforcement de l’intérêt pour ce problème. L’augmentation de la résistance des bactéries aux antimicrobiens est inévitable, mais il est peut-être possible de la ralentir.

Laconsidérable capacité d’adaptation des bactéries peut être illustrée par l’évolution des entérobactéries confrontées aux dernières générations de bêta-lactamines. Les praticiens ont participé au progrès des connaissances dans ce domaine, car c’est à partir de prélèvements effectués dans les conditions de terrain que les laboratoires ont pu détecter les plus récents phénotypes de résistance.

 Risque « épidémique » de résistance

Les entérobactéries sont des hôtes habituels du tube digestif. Elles sont toutefois également présentes dans le sol et dans l’eau où elles participent à la dégradation de la matière organique. En pratique vétérinaire, les plus fréquemment rencontrées sont Escherichia coli et Salmonella, ainsi que Klebsiella, Proteus ou Enterobacter.

Les souches d’entérobactéries présentent souvent des résistances acquises multiples aux antibiotiques, qui s’ajoutent aux éventuelles résistances naturelles de l’espèce bactérienne considérée.

Différents groupes d’entérobactéries ont été constitués selon leurs résistances naturelles aux bêta-lactamines :

- le groupe 1 (E. coli, Salmonella) naturellement sensible aux bêta-lactamines ;

- le groupe 2 (Klebsiella) naturellement résistant à toutes les pénicillines, mais sensible à toutes les céphalosporines ;

- le groupe 3 (Enterobacter, Citrobacter) dont la résistance aux pénicillines et à certaines céphalosporines est variable selon les souches.

Toutefois, la connaissance de ces résistances naturelles ne permet plus désormais de prédire l’efficacité d’une bêta-lactamine sur une souche d’E.coli ou de Salmonella, par exemple. Un nombre de plus en plus grand de ces bactéries ont en effet acquis des mécanismes de résistance, même contre les dernières générations de céphalosporines. En outre, beaucoup de ces phénomènes sont transférables, car ils sont liés à des gènes insérés dans des structures mobiles (plasmides, intégronsou transposons). La proximité de toutes ces espèces bactériennes au sein des mêmes écosystèmes, en particulier dans le tube digestif, accroît le risque d’une transmission rapide de ces gènes. La diffusion de gènes transférables peut même prendre une allure “épidémique” chez les bactéries. Ainsi, la bêta-lactamase TEM, identifiée pour la première fois chez les entérobactéries en 1964, deux ans après l’introduction de l’ampicilline, est actuellement décrite chez de nombreux genres bactériens.

Des mutations à large spectre

Les bêta-lactamases constituent le principal mécanisme de résistance naturelle et acquise aux bêta-lactamines (en médecine vétérinaire : amoxicilline, potentialisée ou non par l’acide clavulanique, céfalexine, etc.), en particulier chez les entérobactéries. Plus de 300 bêta-lactamases sont aujourd’hui répertoriées. Les premières résistances des entérobactéries aux bêta-lactamines ont émergé rapidement après leur introduction : deux ans pour l’ampicilline (en 1964), un an pour les céphalosporines (1981), etc.

Si l’acquisition de nouveaux gènes de résistance est un moyen efficace de résister, un gène de résistance déjà implanté peut encore évoluer. C’est ainsi que des bêta-lactamases dites “à spectre élargi” ou “étendu” (BLSE) ont été identifiées chez les entérobactéries, probablement à la suite de la mise sur le marché de céphalosporines de troisième génération (C3G) après 1985 en France et en Allemagne (ceftiofur, Excenel®, puis cefquinome, Cobactan®). Ces molécules sont pourtant peu hydrolysables. L’élargissement du spectre de résistance découle parfois de simples mutations ponctuelles au sein d’un gène de résistance qui induisent la substitution d’acides aminés proches du site enzymatique et entraînent une meilleure affinité de la bêta-lactamase pour les C3G ou pour l’acide clavulanique.

Des CTX-M chez les bovins français

Certaines bêta-lactamases confèrent un haut niveau de résistance aux C3G (résistance même en présence de fortes concentrations d’antibiotique), alors même que celles-ci sont parfois les dernières ressources thérapeutiques face à des infections chez l’enfant notamment. Au sein du groupe des céfotaximases (CTX), certaines sont désormais répandues chez les entérobactéries humaines (CTX-M-1 ou CTX-M-15) (voir le TABLEAU “Lieu et date de la première description de certaines bêta-lactamases”). Des CTX-M ont été décrites chez des souches françaises de salmonelles humaines, mais aussi de volailles (CTX-M-9). Les bovins ne sont pas épargnés (CTX-M-1 et CTX-M-2 sur des souches d’E. coli, respectivement en Espagne et au Japon), ni les chiens et chats (CTX-M-1 en Italie et au Portugal). Pour la première fois en France, l’Unité bactériologie bovine et sécurité des viandes de l’Agence française de sécurité sanitaire des aliments (Afssa Lyon) a caractérisé en 2005 des souches d’E. coli de bovins, de porcs et devolailles résistantes aux C3G. Il s’agit de souches repérées par les laboratoires départementaux adhérents au Réseau de surveillance de la résistance des bactéries pathogènes (Résapath) à partir de prélèvements “de terrain”.

Détecter les BLSE devient complexe

Le décryptage de l’expression phénotypique de toutes ces bêta-lactamases différentes est complexe et risque de le devenir encore davantage, car certaines bactéries cumulent jusqu’à cinq mécanismes de résistance.

Actuellement, en pratique courante de laboratoire, l’identification d’une souche productrice de BLSE est notamment fondée sur la mise en évidence de sa meilleure affinité pour les C3G et l’acide clavulanique. Une synergie d’inhibition de ces molécules est recherchée sur boîte de Petri (méthode de diffusion en milieu gélosé), par exemple en positionnant un disque de C3G (ceftiofur) à 3 cm d’un disque d’amoxicilline et d’acide clavulanique. Une image “en bouchon de champagne” constitue une forte indication de production deBLSE (voir la FIGURE “Détection des BLSE chez ). Certaines circonstances réduisent la valeur de ce test de dépistage. La perméabilité membranaire d’unesouchepeut, par exemple, être modifiée en raison d’une déficience en porines ou de l’existence d’un système d’efflux, ce qui provoque une mauvaise synergie avec l’acide clavulanique. Des stratégies ont donc été imaginées pour ne pas passer à côté de souches productrices de BLSE (les deux disques sont rapprochés à 1,5 ou 2 cm au lieu de 3).

Quel berceau pour la résistance ?

In fine, ces souches sont caractérisées par des techniques de biologie moléculaire (dont l’amplification génique par PCR) pour déterminer l’enzyme responsable de la résistance et son support génétique. Lessouches “remontent” pour cela des laboratoires régionaux vers l’Afssa.

Les connaissances moléculaires progressent, mais elles amènent de nouvelles questions. Ainsi, des analyses génétiques réalisées par des médecins français en 2002 ont montré que les gènes “progéniteurs”des gènes CTX-M appartiennent au genre Kluyvera, des entérobactéries pourtant extrêmement rarement isolées en bactériologie médicale… Le lieu de capture de ces gènes “progéniteurs de résistance” reste encore mal précisé : l’eau ? le sol ? Une telle découverte de mobilisation de gènes à partir d’un genre bactérien rare doit conduire à approfondir la réflexion, en vue d’un meilleur contrôle de l’utilisation des antibiotiques dans tous les domaines, en thérapeutiques humaine et vétérinaire (élevage, aquaculture).

  •  - Arlet G, Philippon A. Les bêta-lactamases : une évolution sous la contrainte. Médecine thérapeutique. 1997;3(hors série):66-76.
  •  - Brinas L, Moreno MA, Teshager T et coll. Monitoring and characterization of extended-spectrum beta-lactamases in Escherichia coli strains from healthy and sick animals in Spain in 2003. Antimicrobial Agents and Chemother. 2005;49(3):1262-1264.
  •  - Carattoli A, Lovari S, Franco A et coll. Extended-spectrum beta-lactamases in Escherichia coli isolated from dogs and cats in Rome, Italy, from 2001 to 2003. Antimicrobial Agents and Chemother. 2005;49(2):833-835.
  •  - Costa D, Poeta P, Brinas L et coll. Detection of CTX-M-1 and TEM-52 beta-lactamases in Escherichia coli strains from healthy pets in Portugal. J. Antimicrobial Chemother. 2004;54:960-961.
  •  - Meunier D, Jouy E, Lazizzera C et coll. CTX-M-1 and CTX-M-15 beta-lactamases in clinical Escherichia coli isolated from food-producing animals in France. Antimicrobial Agents Chemother. 2006. Soumis.
  •  - Philippon A, Arlet G. Les bêta-lactamases chez les bacilles à Gram négatif : que de nouveautés en 15 ans ! Antibiotiques. 2005;7:247-259.
  •  - Shikari Y, Shibata N, Doi Y et coll. Escherichia coli producing CTX-M-2 beta-lactamase in cattle, Japan. Emerging Infectious Diseases. 2004;10(1):69-75.
  •  - Weill F-X, Lailler R, Praud K et coll. Emergence of extended-spectrum-beta-lactamase (CTX-M-9)-producing multiresistant strains of Salmonella enterica serotype Virchow in poultry and humans in France. J. Clinical Microbiol. 2004;42(125):5767-5773.

Détection des BLSE chez Escherichia coli

Rapprocher les disques à 1,5 ou 2 cm au lieu de 3 cm permet de détecter les souches productrices de bêta-lactamase à spectre élargi (BLSE) dont la perméabilité membranaire est modifiée, ce qui augmente la sensibilité du dépistage.

Lieu et date de la première description de certaines bêta-lactamases

Plus de 300 bêta-lactamases sont aujourd'hui répertoriées, dont le groupe des céfotaximases (CTX), qui sont de plus en plus répandues.