Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Les modes de transmission des résistances bactériennes Colloque L’antibiorésist

Les modes de transmission des résistances bactériennes Colloque L’antibiorésistance chez l’homme et l’animal 12 novembre 2014 Ministère des Affaires sociales et de la santé FACULTÉ DE MÉDECINE T T. Naas, . Naas, Hôpital de Bicêtre, Hôpital de Bicêtre, APHP APHP INSERM 914: Résistance émergente aux antibiotiques INSERM 914: Résistance émergente aux antibiotiques CNR Résistance aux antibiotiques CNR Résistance aux antibiotiques Faculté de Médecine Paris Faculté de Médecine Paris- -Sud Sud La route vers la toto-résistance (60 ans de course poursuite) Première résistance: 1940 Bactéries productrices d’un céphalosporinase (Enterobacter, Serratia, Pseudomonas) Entérobactéries pénicillinases Bactéries hyperproductrices d’une céphalosporinase (Enterobacter, Serratia, Pseudomonas) Entérobactéries BLSE Entérobactéries TRI Bactéries productrices de carbapénèmase 1929 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 C4G Céfépime C5G Ceftaroline Nouveaux inhibiteurs Avibactam C1G Céphalotine C2G Céfoxitine CG3 Cefoxatime Cephalosporine C Ampicillin Inhibiteurs Clavulanate, Carbapénèmes 1943 Pénicilline G S. aureus pénicillinase 1946 Résistances émergentes aux antibiotiques: ß-lactamines 60 ans E. coli de notre enfance E. coli des temps modernes Comment? Carbapenemases Metallo-enzymes (blaVIM, blaIMP, blaNDM) Oxacillinases ( blaOXA-48) Class A (blaNMCA, blaGES, and blaKPC ) Ou? Comment ? Comment ? « Evolution Evolution » bactérienne aux antibiotiques » bactérienne aux antibiotiques Antibiotiques Antibiotiques Mort Mort Mort Mort Survie Survie Acquisition de gène Acquisition de gène échange de matériel échange de matériel génétique génétique Mutation Mutation • Hyperproduction • Hyper. efflux • Imperméabilité • Cible Principal véhicule du transfert horizontal: La conjugaison Pont cytoplasmique Définition : Processus spécialisé qui implique un transfert unidirectionnel d’ADN d’une cellule donatrice à une cellule réceptrice, par un mécanisme requérant un contact spécifique ADN Extra chromosomique se réplicant de manière autonome IS: séquence d’insertion Primitive transposon 30 gènes impliqués dans le transfert Organisation génétique du plasmide F Origine de réplication Origine de transfert Séquences d’insertion (IS) et Mobilisation de gènes de résistance: transposons composites Transposase Transposase . IS: éléments transposables simples (760 – 5000 bp) . Séquences inversées et répétées (IR) (9 – 41 bp) => ADN “égoiste” qui existe dans toutes les bactéries TACGT TACGT ATGCA ATGCA TSD TSD ATGCA ATGCA TACGT TACGT IS IS ATGCA ATGCA TACGT TACGT Gène de résistance Gène de résistance TACGT TACGT Gène de résistance Gène de résistance TACGT TACGT IS IS TACGT TACGT ATGCA ATGCA ATGCA ATGCA • • Aminoglycosides Aminoglycosides • • ß ß- -lactams lactams • • Trimethoprime Trimethoprime • Macrolides • Macrolides • Cyclines • Cyclines • • Chloramphenicol Chloramphenicol • • Glycopeptides Glycopeptides • Sulfamides • Sulfamides • Rifampicine • Rifampicine Bacterial Bacterial species species : : Gram Gram (+), Gram ( (+), Gram (- -) ) Mobilisation de gènes de résistance: transposons non-composites Transposons (non-composite): Délimité 2 IR (e.g. Tn3, phage Mu) tnpA tnpR bla IR IR Inverted repeats Internal resolution site transposase resolvase ß-lactamase Gram négative . Tn3 (4.9 kb, Ap) . Tn4 (20 kb, Ap, Sm, Su) . Tn1721 (10 kb,Tc) (38-bp) transposase resolvase ß-lactamase intI1 intI1 qacE qacE∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆1 sul1 sul1 orf5 orf5 Tn21 tnpA tnpR tnpM res urf2 E D C P T R Gram positive . Tn551 (5.3 kb, Em) . Tn917 (5.2 kb, Em) R1 plasmid (100-kbp): an example of resistance accumulation mediated by transposable elements Tra genes Tn3 Amp Tn4 Sul Mer IS1 Tn9 IS2 Tn2571 IS10 IS10 Tn10 tet Str Sul Tn5 IS50 Kan IS50 Cm IS1 Exemples de « success stories ». CTX-M KPC OXA-48 NDM I: 1,12 % R: 0,76 % E. coli K. pneumoniae 2002 2005 I: 0,97 % R: 4,13 % Résistance aux céphalosporines de 3ème génération en Europe: Bactériémies et Entérobacteries R: 0,76 % 2012 I: 0,8 % R: 10 % Explications - BLSE (CTX-Ms) -E. coli ST131 I: 1,1 % R: 22,6 % 2012 CTX-M: Le secret de cette ’success story’ « association de malfaiteurs » Diffusion E. coli O25:H4-ST131 (group B2) blaCTXM-15 présent sur un plasmide IncFII multi-résistant Kluyvera sp Mobilisation Par ISECP1, ISCR, … Coque et al. EID, 2008; Clermont et al. JAC, 2008; Nicolas-Chanoine et al. JAC, 2008; Leflon-Guibout et al. JCM, 2008 Poirel et al. AAC 2005 Comment prévenir la diffusion? E. coli de notre enfance E. coli de demain E. coli des temps modernes Carbapénèmases BLSE KPC KPC NDM IMP VIM OXA-48 Entérobactéries productrices de carbapénèmases: Réservoirs ? ? KPC KPC KPC Nombre d’épisodes impliquant des entérobactéries productrices de carbapénèmases en France signalés à l’InVS depuis janvier 2004 KPC OXA-48 OXA-181 ? OXA-181 01/12 – 07/14 5335 (1501+) Tn4401b Secrets de la diffusion de KPC ? Tn4401 ∆100-bp in Tn4401a ∆200-bp in Tn4401c 5-bp TSD Tn4401b 5-bp TSD ISKpn7 ISKpn6 IstB IstA tnpA tnpA tnpR blaKPC-2 Tn4401 transposes at high frequency (10-5) without target specificity (Cuzon, Naas, et al. AAC 2011) Tn4401 Active transposon at high frequency Insertion Sequences Role in expression (Naas AAC 2012) Tn4401 is plasmid borne different sized plasmids different origin of replications Self-transferable (Cuzon EID 2010, Bonnin AAC 2013; Naas JAC 2013) Secrets de la diffusion de KPC ? Tn4401 mais pas uniquement KPC ß-lactamase with specific Hydrolytic properties (Naas AAC 2005) frequency No target site specificity (Naas AAC 2008; Cuzon AAC 2011) Present mainly in K. pneumoniae ST258, a very epidemiologically efficient strain Enterobacteriaceae, P. aeruginosa (Cuzon EID 2010) Diffusion explosive Hydrolyse de toutes les ß-lactamines difficulté de détection Diffusion de NDM-1 liée à Tn125, un transposon composite Diffusion de NDM-1 liée à Tn125, un transposon composite blaNDM-1 ISAba125 bleomycin resistance protein ISAba125 Diffusion de OXA-48 liée à un plasmide de type Inc L/M et Tn1999 Diffusion de OXA-48 liée à un plasmide de type Inc L/M et Tn1999 Shewanella Shewanella oneidensis oneidensis Carrer et al – AAC 2010 Poirel et al – AAC 2011 Potron et al. AAC, 2014 Faible fréquence de transposition MAIS Haute fréquence de conjugaisons rates (3.3 x 10-3) => diffusion de plasmides dans de nombreux pays et espèces: “plasmide épidémique” Aubert, Naas et al. J Bac, 2006 Ou ? Pool de gènes de résistance aux antibiotiques Animaux sauvages Animaux sauvages (oiseaux, rongeurs, Insectes) (oiseaux, rongeurs, Insectes) Environnement Environnement (nature, station (nature, station d’épuration) d’épuration) Animaux d’élevage Animaux d’élevage Animaux Animaux domestiques domestiques Alimentation Alimentation Humains Humains Fruits et légumes Fruits et légumes Nouvelle épidémiologie des Nouvelle épidémiologie des BLSEs BLSEs 4% portage Portage : 0.6% in 2006 to 6% in 2011 Résistance et tourisme 25% sont revenus avec un souvenir Etre une bactérie, et tu verras le monde Le role relatif des différents outils génétiques dont dispose la bactérie Transfert de plasmide Action des intégrons Conclusion: La trousse à outil des bactéries: Evolution efficace Fréquence élevée Diversité faible Fréquence faible Diversité élevée Recombination homologue plasmide Transposition Mutation ponctuelle *10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 * fréquence par cellule par génération Action des intégrons CONCLUSIONS • • Bactéries utilisent de nombreux outils génétiques pour Bactéries utilisent de nombreux outils génétiques pour é évoluer dans un voluer dans un environnement hostile. environnement hostile. Pour tout nouveau gène de résistance => Pour tout nouveau gène de résistance => nouvel élément mobile associé nouvel élément mobile associé • • Difficile de prévenir ces évènements génétiques Difficile de prévenir ces évènements génétiques - - car on se sait pas ou ils se produisent car on se sait pas ou ils se produisent - - car on se sait pas ou ils se produisent car on se sait pas ou ils se produisent - - ils sont inhérent au mode de vie de la bactérie, ils sont inhérent au mode de vie de la bactérie, Mais possibilité de prévenir la diffusion (indentification rapide, hygiène, Mais possibilité de prévenir la diffusion (indentification rapide, hygiène, antibiotiques, …) antibiotiques, …) ==> ==> Concentration des mécanismes de résistance => « Concentration des mécanismes de résistance => « Superbugs Superbugs » hyper » hyper- - épidémique et difficile à éradiquer. épidémique et difficile à éradiquer. Différentes stratégies de diffusion, mais même résultat Différentes stratégies de diffusion, mais même résultat - - Eléments mobile, plasmides et souches épidémiques Eléments mobile, plasmides et souches épidémiques (Nietzche) Quels avenirs pour les carbapénèmases? KPCs, OXA-48s, NDMs La trousse à outil des bactéries Class of piece s Genes and seque nce s Functio n Resistance genes mecA PBP2a (meth icillin resista nce in S . aureus ) Operative Regulatory genes mecR mecA regulation expression Integrases int attC recognition in class 1 integrons Resolvases TnpR r es sequence recognition in Tn 3-like transposons Translo cative Resolvases TnpR r es sequence recognition in Tn 3-like transposons Invertases inv Specific recombination sequence Transposases ORF513 CTX-M and AmpC capture (?) Conjugation genes oriT Plasmid conjugation Incompa tibility genes inc Plasmid interference Integration sequences r es Recombina tion in Tn3 -like transposons Dispersive Insertion sequences (IS ) IS 10 Recombina tion and integration ( tet genes) F. Baquero. Nature Rev Microbiol 2004; 2:510-17 Les systèmes de capture de gènes: les intégrons intI1 attI sul1 qacE∆ resistance gene cassette (R gene) integrase 3'- conserved segment attC P ant 26 resistance gene cassette (R gene) Int ant P attI intI1 sul1 qacE∆ R gene attC •Consequences Consequences : : co co-resistance resistance ; ; co co-expression expression uploads/Sante/ modes-de-transmission-des-resistances-bacteriennes.pdf