Les infections microbiennes

Antibiogramme

Principe

L’antibiogramme a pour but de déterminer la concentration minimale inhibitrice (CMI) d’une souche bactérienne vis-à-vis des divers antibiotiques. Selon l’organisation mondiale de la santé (OMS), la CMI est la plus faible concentration d’antibiotique capable de provoquer une inhibition complète de la croissance d’une bactérie donnée, appréciable à l’œil nu, après une période d’incubation donnée. La détermination de cette valeur est peu précise mais elle est consacrée par l’usage et elle est bénéfice d’une masse importante d’informations recueillies à son sujet [Dernuet R. S., 1995].

Méthode de diffusion : antibiogramme standard

Les méthodes de diffusion ou antibiogramme standards sont les plus utilisés par les laboratoires de diagnostic.Des disques de papier buvard, imprégnés des antibiotiques à tester, sont déposés àla surfaced’un milieu gélose préalablement ensemencé avec une culture pure à étudier. Dès l’application des disques, les antibiotiques diffusent de manière uniforme bien que leurconcentration soit inversement proportionnelle à la distance du disque. Apres incubation, les disques s’entourent de zone d’inhibition circulaire correspondant à une absence de culture.
Lorsque la technique est parfaitement standardisée, les diamètres des zones d’inhibitions dépendent uniquement de la sensibilité du germe.
À la limite des zones d’inhibitions, il existe dans la gélose des concentrations d’antibiotiques égales aux CMI. Les méthodes de diffusion ne permettent pas de chiffrer directement ces valeurs. Toutefois, il existe une relation simple entre les diamètres des zones d’inhibitions et les log2 des CMI mesures par les techniques de dilution. Ces relations appelées de concordance ou droite de régression, ont été établies par des laboratoires spécialisés travaillant dans des conditions standardisées à condition de respecter un protocole identique, ces courbes sont utilisables par un laboratoire de diagnostic. En théorie, les mesures des diamètres des zones d’inhibition et leurs reports sur les courbes de concordance donnent les valeurs de CMI. Dansla pratique les résultats de la technique des disques doivent être considérés comme uniquementqualificatifs en raison de la variabilité expérimentale des diamètres et de l’erreur sur les valeursde la pente et de l’ordonnée a l’origine des droits de régression [29].

Antibiotiques et résistance microbienne

Antibiotiques

Les antibiotiques sont par définition, des produits microbiens, ou leurs dérivés, capables de tuer les micro-organismes sensibles ou d’inhiber leur croissance [Prescott et al., 1995]. Leuraction étant spécifique et dirigée contre les micro-organismes, ils ne sont pas toxiques pour lescellules eucaryotes. L’étendue de l’activité antibactérienne d’un antibiotique définit son spectre d’action. Plus un antibiotique agit sur des espèces bactériennes différentes, plus son spectre est large. L’action des antibiotiques peut s’exercer sur des structures ou des mécanismes essentiels à la croissance ou à la survie des bactéries. Ainsi, ceux qui inhibent la croissance bactérienne sont qualifiés de «bactériostatiques» alors que ceux qui tuent les bactéries sont dits «bactéricides». L’administration d’antibiotiques bactériostatiques suffit généralement pour arrêter un processus infectieux, le système immunitaire de l’hôte se chargeant d’éliminer les bactéries restantes. Cependant, chez les sujets immunodéprimés, le recours à un antibiotique bactéricide est recommandé.
Avec le développement des méthodes de synthèses et hémisynthèses, on appelle aujourd’hui antibiotique toute substance naturel ou synthétique qui à faible concentration inhibe la croissance bactérienne.
Les différents antibiotiques exploités en médecine thérapeutique peuvent être classée par famille chimique et leur mode d’action :
 Les agents chimiques antibactériens : se classent en deux catégories selon leur effet.
Le premier est létal, c’est-à-dire qu’il entraine la mort de l’individu. On le nomme par le suffixe –CIDE : virucide, bactéricide, fongicide, insecticide. Le second correspond à une inhibition de croissance en présence du produit actif. On le nomme avec le suffixe
–STATIQUE : bactériostatique, fongistatique.
 Leur mode d’action : Les cibles des antibiotiques sont impliquées dans les fonctions physiologiques ou métabolites des bactéries. Les antibiotiques peuvent inhiber la biosynthèse des acides nucléiques (ADN et ARN), interférer avec les voies métaboliques de synthèse de l’ADN mais leurs cibles principales sont la paroi cellulaire et les ribosomes bactériens (Figure 9). La complexité des motifs structuraux et la grande variabilité des groupements fonctionnels, qui entrent dans la constitution des antibiotiques, leur permettent d’établir des interactions spécifiques avec leurs cibles bactériennes. Cette spécificité, associée la capacité d’adaptation des bactéries, participe, entre autres facteurs, à la sélection de bactéries résistantes aux antibiotiques.

Les familles d’antibiotique

La classification par famille permet de regrouper les antibiotiques par leur structure chimique et leur mode d’action, leur spectre d’activité antimicrobienne et leur et leurs effets secondaires.
Dans cet exposé nous avons utilisé la classification par leur mode d’action.

Les antibiotiques agissant sur la paroi bactérienne :

La plupart des antibiotiques agissant sur la paroi des bactéries sont en réalité des inhibiteurs du peptidoglycane. Ce sont des antibiotiques bactéricides. Parmi ces antibiotiques, on trouve : les Bêtalactamines, les Glycopeptides et la fosfomycine [30].

Les antibiotiques inhibant la synthèse protéique 

Après fixation sur des constituants spécifiques du ribosome bactérien (sous unités 30S et 50S), ces antibiotiques vont empêcher la traduction de l’ARNm et donc la formation de nouvellesprotéines. C ‘est l’exemple des tétracyclines, aminosides, chloramphénicol, macrolides, acide fucidique et linézolide [30].

Les antibiotiques agissant sur le métabolisme intermédiaire 

Le cotrimoxazole est un antibiotique bactéricide, il inactive les enzymes impliqués dans la synthèse des porines et de certains acides aminés essentiels [30].

La résistance aux antimicrobiens

De nombreuses maladies infectieuses (variole, rage, rougeole, herpès, jaunisse, rhume du cerveau,…) furent décrites dès la plus haute antiquité [Berche, 2007]. Ces maladies sont dues à des agents tels que les virus, les bactéries, les mycètes, les protozoaires et les helminthes quipeuvent être transmis d’un hôte à un autre. Les conséquences de ces maladies peuvent être bénignes, sévères ou mortelles pour l’hôte. Malgré l’existence de vaccin et d’antibiotique, les maladies infectieuses restent l’une des premières causes de mortalité et de handicap dans le monde. A l’heure actuelle, le phénomène de résistance bactérienne est connu pour toutes les familles d’antibiotiques. Une bactérie est dite résistante lorsqu’elle possède une information génétique lui permettant d’élaborer et de réaliser des mécanismes d’échappement à l’action desantibiotiques [Billing et al., 1998].
On distingue deux types de résistance : la résistance naturelle et la résistance acquise.

La résistance naturelle 

On parle de résistance naturelle lorsque toutes les souches d’une même espèce sont résistantes à un antibiotique. L’expression d’un caractère inné, partagé par l’ensemble de la communauté bactérienne, rend inappropriée l’utilisation de certains antibiotiques. Des particularités structurales de la paroi cellulaire, empêchant les antibiotiques d’accéder à leur cible, ou l’absence de cible sont autant de facteurs qui conditionnent la résistance naturelle. C’est le cas des bactéries du genre Mycoplasma sp. Le composant principal de la paroi des bactéries est le peptidoglycane, un réseau tridimensionnel d’acides aminés et de chaînes polysaccharidiques, constituées de N-acétylglucosamine (NAG) et d’acide N-acétylmuramique (NAM). Dépourvus de cet élément constitutif, les mycoplasmes présentent une résistance intrinsèque auxbêta-lactames, dont le mode d’action consiste en une inhibition de la synthèse du peptidoglycane [Normak & Normak, 2002].

La résistance acquise

La résistance acquise est un caractère qui ne concerne que quelques souches d’une espèce donnée. Elle a été observée dès le début de l’antibiothérapie mais sa fréquence était initialementfaible. Elle peut résulter d’une mutation d’origine chromosomique ou extrachromosomique (lesplasmides). Ainsi, l’antibiotique révèle la résistance acquise par mutation en éliminant les bactériessensibles. Il existe trois types de mécanismes biochimiques pouvant intervenir chez les bactéries mutantes :
 la diminution de la perméabilité et l’éjection des antibiotiques hors de la bactérie grâce à un canal. Cet efflux conduit à une diminution de la concentration intracellulaire de l’antibiotique ;
 la modification de la cible des antibiotiques ;
 la production d’enzymes inactivant les antibiotiques.

Les champignons

Les champignons ou règne fongique, organisme eucaryote mode vie fixé, dont la nutrition s’effectue par absorption et la reproduction par le biais de spore [31]. Les infections fongiques de la peau et des ongles sont un problème mondial courant. La forte prévalence des infections mycotiques superficielles montre que 20 à 25% de la population mondiale souffre de mycoses cutanées, ce qui en fait l’une des formes d’infection les plus fréquentes. Les agents pathogènes responsables des mycoses cutanées sont principalement des dermatophytes anthropophiles et zoophiles des genres Trichophyton (T.), Microsporum (M.) et Epidermophyton (E.). Il semble y avoir une variabilité inter‐ et intracontinentale considérable dans l’incidence globale de ces infections fongiques. Trichophyton rubrum, Trichophyton. Interdigitale (mentagrophytes var. Interdigitale), Microsporum canis, Microsporum audouinii, Trichophyton tonsurans etTrichophyton verrucosum sont les plus courants, mais les taux d’attaque et l’incidence de mycoses spécifiques peuvent varier considérablement. Les conditions socio-économiques locales et les pratiques culturelles peuvent également influencer la prévalence d’une infection particulière dans une zone donnée. Par exemple, le tinea pedis (pied d’athlète) est plus répandu dans les pays développés que dans les économies émergentes et est probablement causé par le germe anthropophile. Trichophyton rubrum. Dans les pays plus pauvres, les infections du cuir chevelu (tinea capitis) causées par Trichophyton soudanense ou Microsporum audouinii sont plus répandus. Cette revue de [B. Havlickova, V. A. Czaika, and M. Friedrich sur “Epidemiological trends in skin mycoses worldwide” ] résume les tendances épidémiologiques actuelles des infections fongiques et se concentre sur la dermatomycose de la peau glabre sur différents continents [32].
Les dermatophytes sont des champignons filamenteux spécialisés capables de dégrader la kératine. Ils sont la cause de la plupart des mycoses de la peau, des cheveux et des ongles. On distingue trois groupes écologiques de dermatophytes : les espèces anthropophiles dont l’habitat naturel est l’homme, les espèces zoophiles dont l’habitat naturel est un animal, et qui sont responsables des zoonoses les plus fréquentes, les espèces géophiles dont l’habitat naturel est le sol. Les espèces anthropophiles ne sont généralement pas inflammatoires. Au contraire, les espèces zoophiles et géophiles provoquent des mycoses inflammatoires chez l’homme [33].

Structure des champignons

Les champignons les plus simples sont constitués d’une cellule unique, ils sont classés dans l’ensemble des levures (levures vraies quand une reproduction sexuée existe, levure imparfaite lorsque la reproduction n’a pas été mise en évidence). Les autres sont pluricellulaires. Pour la plupart, ils ont la forme de filaments. Chez les champignons primitifs, ces filaments ne sont pas
cloisonnés, ce sont de longs siphons à noyaux multiples ; chez les champignons supérieurs, ces filaments, appelés hyphes, sont divisés par des cloisons et constitués de longues files de cellules contenant chacune un ou deux noyaux. La cloison entre deux cellules (septum) est perforée en son centre par un minuscule pore qui permet la circulation de substances d’une cellule terminale et par établissement de ramifications. L’ensemble des hyphes ou siphons constitue le mycélium.
Chez les champignons les plus évoluent, les formes qui apparaissent sur le sol et qu’on appelle communément champignons, sont des organes qui produisent des spores, la plupart sous leurchapeau. Ils proviennent de la réunion d’un grand nombre de filaments [34]. Les hyphes peuvent également s’agglomérer et former des amas, ou stromas. Ceux-ci sont appelés rhizomorphes quand ils se présentent en cordonnets ramifiés (comme chez l’armillaire couleur de miel), ou sclérotes, quand ils se présentent en amas globuleux de tailles diverses, de celle d’une petite graine à celle d’un gros melon. Les stromas servent généralement à la production des spores ; les sclérotes assurent la survie de l’espèce lorsque les conditions sont défavorables, comme durant l’hiver [35]. Comme les végétaux, la plupart des champignons possèdent une paroi qui protège leurs cellules et constitue la frontière avec le milieu extérieure. Le principal constituant de cette paroi cellulaire n’est pas la cellulose, polysaccharide constitué de glucose, mais la chitine, polysaccharide dont l’unité de base, azotée, dérive du glucose. La cellulose ne se rencontre que chez quelques groupes, principalement les oomycètes.

Les principaux champignons d’intérêt médicale

Plusieurs champignons d’intérêt médical sont répertoriés suivant les types d’affections qu’ils causent mais aussi leur localisation : dermatophytes, saprophytes pathogènes (champignons dimorphes – mycoses endémiques), saprophytes opportunistes (levures et champignons filamenteux).

Les corticoïdes

Ils diminuent la réponse immunitaire. Les infections à levures sont fréquentes, les mycoses superficielles prennent un aspect extensif.

Les antifongiques

Les antifongiques sont des substances capables de détruire spécifiquement les différents champignons isolés.

Action des antifongiques azolés ou azotés sur les champignons

Tous les antifongiques azolés sont des inhibiteurs enzymatiques qui agissent en bloquant le site actif de l’enzyme connue sous le nom de lanosterol 14α demethylase. Cette enzyme, appelée CYP51 appartient aux isoenzymes des cytochromes P450 des mitochondries des cellules fongiques. Elle permet chez le champignon la transformation du lanostérol en ergostérol, principal stérol de la membrane fongique [38].
L’inhibition conduit à une accumulation de précurseurs dans la chaîne de synthèse : lanostérol et divers 14-méthylstérols, ce qui aboutit à l’inhibition de la croissance du champignon. On observe également un épuisement d’ergostérol, stérol primordial dans la composition de la membrane de la cellule fongique, ce qui compromet l’intégrité de la membrane cellulaire [39].
 Les polyènes
Les substances de cette classe sont la nystatine et l’amphotéricine B. Ces substances agissent en augmentant la perméabilité des cellules fongiques par liaison aux stérols membranaires [40].
 La flucytosine (ANCOTIL®)
La flucytosine est une substance antifongique synthétique active sur les levures par sa transformation en fluorouracil grâce à une enzyme, la cytosine désaminase. La flucytosine, en interférant avec la synthèse des acides nucléiques, perturbe celle des protéines et provoque la mort de la levure [40].
 Les imidazolés
Ils agissent au niveau des stérols de la membrane des levures et notamment inhibent la biosynthèse de l’ergostérol présent dans la membrane des champignons.
 La griséofulvine (GRISEFULINE®, FULCINE®)
Elle interfère avec la synthèse des acides nucléiques et également avec la formation des parois des hyphes [40].
 La terbinafine (LAMISIL®)
La terbinafine empêche la biosynthèse de l’ergostérol, constituant essentiel de la membrane cellulaire du champignon, par inhibition spécifique de la squalène-époxydase.
L’accumulation intracellulaire de squalène serait responsable de son action fongicide [26].
 Les échinocandines (CANCIDAS®)
Ils inhibent la synthèse du bêta (1,3)-D-glucane de la paroi fongique. Il s’agit de la caspofungine et de la micafungin.