Minimiser la résistance potentielle: la vue moléculaire

La contribution majeure de la biologie moléculaire à l’étude de la résistance aux antibiotiques a été l’élucidation de presque tous les mécanismes biochimiques de résistance et les voies de dissémination de l’information génétique chez les bactéries Dans cette revue, nous considérons la contribution potentielle de la biologie moléculaire pour contrer l’évolution des bactéries résistantes En particulier, nous soulignons le fait que les approches fondamentales ont eu des effets pratiques directs sur la minimisation de la résistance potentielle: en améliorant l’interprétation des phénotypes de résistance, en fournissant une thérapie humaine plus adéquate, en favorisant une utilisation plus prudente des antibiotiques de nouveaux médicaments qui éludent les mécanismes de résistance existants ou s’attaquent à des cibles inexploitées

L’évolution des bactéries vers la résistance aux antibiotiques, voire la multirésistance, est inévitable car elle existe déjà dans la nature. C’est un aspect particulier de l’évolution générale des bactéries qui préoccupe l’Homo sapiens mais qu’aucune force ne peut arrêter. mieux encore, le seul espoir que nous pouvons avoir dans le domaine de la résistance est de retarder l’émergence et la dissémination subséquente de bactéries résistantes ou de gènes de résistance. La résistance aux antibiotiques chez les bactéries peut résulter de mutations dans les gènes structuraux ou réglementaires ménagers. de l’acquisition horizontale d’informations génétiques étrangères Les deux phénomènes ne s’excluent pas mutuellement et peuvent être associés à l’émergence et à la propagation plus efficace de la résistance. Dans cette revue, nous examinerons la contribution potentielle de la biologie moléculaire à l’évolution des bactéries. résistance aux antibiotiques

Résistance aux antibiotiques

Les critères de base sont les suivants: différences génétiques génétiques de la souche parentale, biochimique la présence ou l’absence d’un mécanisme de résistance, microbiologie et CMI élevée. pour un agent antimicrobien, résultat clinique de la thérapie, intrinsèque un type de résistance présente chez tous les membres d’une espèce ou d’un genre donné et acquis un type de résistance présente uniquement chez certains isolats d’une espèce ou d’un genre Les tests de susceptibilité antimicrobienne représentent une tentative de réconcilier ces différentes définitions L’analyse moléculaire et l’interprétation thérapeutique du test de sensibilité consiste en des étapes: caractérisation du phénotype de résistance en le testant contre un assortiment judicieux d’antibiotiques appartenant à une même classe, déduction du phénotype observé biochimique correspondant mécanisme de résistance al, et inférence du phénotype de résistance prédite à partir du mécanisme déduit

Biologie moléculaire

La biologie moléculaire est le résultat de la fusion, à la fin des disciplines, de la biochimie et de la génétique des procaryotes. Nous considérerons ainsi la contribution des deux approches à la minimisation de la résistance aux antibiotiques. Nous appliquerons également ces notions à la résistance intrinsèque et acquise.

La compréhension devrait idéalement précéder l’action

La contribution majeure des études moléculaires de la résistance aux antibiotiques a été l’élucidation de presque tous les mécanismes biochimiques de résistance et la compréhension des voies de dissémination de l’information génétique chez les bactéries. Elles ont conduit aux concepts de résistance croisée et de corésistance, la conception de nouvelles techniques de détection de résistance in vitro et de nouveaux médicaments, ainsi que le développement de techniques sensibles d’épidémiologie et de rationalisation des mesures d’hygiène La conclusion majeure des études menées avec les techniques moléculaires est qu’il faut penser en termes de mécanismes Il a été démontré à maintes reprises que l’émergence et la dissémination de la résistance sont en corrélation avec la consommation Une étape importante a été la démonstration que l’émergence de la résistance survient par hasard et peut-être de plus en plus par nécessité et indépendamment de la présence de l’antibiotique dans la résistance du milieu n’est pas « induite » par l’antibiotique Autrement dit, l’antibiotique ne fournit que la pression sélective sur les mutants, ce qui permet de les détecter et de favoriser leur prolifération. Il s’avère donc que raisonner en termes de résistance signifie raisonner en termes de sélection et, donc, d’antibiotique utilisation

Cross-résistance et Cross-Selection

Dans le phénomène de résistance croisée, un seul mécanisme biochimique confère une résistance à une classe de médicaments Les médicaments appartenant à la même classe sont chimiquement apparentés, ont la même cible d’action et sont donc sujets à une résistance croisée: bactéries résistantes à un membre de la classe est généralement résistant, bien qu’à des degrés variables selon l’activité intrinsèque de chaque médicament, aux autres membres de la classe. Inversement, les antibiotiques appartenant à différentes classes sont structurellement disséminés, ont des cibles distinctes et ne sont donc généralement pas sujets La résistance est un phénomène de classe: l’utilisation d’un antibiotique donné peut sélectionner la résistance aux autres membres du groupe mais pas aux médicaments appartenant à d’autres classes. Cependant, il arrive qu’une résistance croisée entre différentes classes de médicaments puisse surviennent aussi, à cause de mécanismes: cibles se chevauchant et efflux de médicaments. Objectifs cibles Macrolides, kétolides, lincosamides et streptogr Cependant, la méthylation constitutive d’un seul résidu d’adénine dans l’ARN ribosomique confère une résistance de haut niveau à toutes les classes d’antibiotiques. Ce phénotype de résistance apparemment difficile à expliquer est dû au fait que ces antibiotiques ont des cibles qui se chevauchent. le ribosome Ceci, à son tour, implique que la résistance conteractive, par exemple en inhibant l’activité de la méthylase, rétablira la sensibilité à tous les médicaments MKLS Efflux de Drogue L’efflux actif d’agents antibiotiques par les bactéries a récemment été reconnu comme un mécanisme de résistance très commun. ,] Cette exportation dépendant de l’énergie, vraisemblablement destinée à protéger les bactéries contre les substances toxiques résultant de leur propre métabolisme, confère une faible résistance à une grande variété d’antibiotiques. Les grandes spécificités de substrats des pompes expliquent la sensibilité réduite aux β-lactames, aminoglycosides, tétracyclines, chloramphénicol, triméthoprime, sulfonamides, fluoroq Les uinolones, MKLS et autres L’impact clinique de ce mécanisme de résistance est sujet à débat mais peut être bien sous-estimé car il est difficile à détecter en utilisant les techniques actuelles de microbiologie médicale. La résistance par efflux n’est pas facilement transférable. nécessite un assortiment de gènes et parce que, pour être fonctionnel, certains composants de la pompe doivent être intégrés dans la membrane cellulaire, un prérequis qui peut limiter l’expression hétérologue. La présence d’un antibiotique dans l’environnement génère des conditions de stress pour les bactéries et conduit à taux de mutation Efflux retarde la mort de la bactérie en abaissant la concentration intracellulaire d’antibiotiques et fournit ainsi à la bactérie plus de temps pour les mutations, y compris dans la région impliquée dans la régulation de l’expression des gènes structuraux pour la pompe Ces mutations régulatrices peuvent conduire à une surexpression de la pompe et à niveaux de résistance élevés Cette cascade d’événements montre que les antibiotiques bactéricides les plus rapidement, ou ceux qui ne sont pas sujets à l’efflux, devraient sélectionner moins de bactéries résistantes.

Figure Vue largeTélécharger la lameGroupes de gènes pour les pompes d’efflux La structure du locus mex de Pseudomonas aeruginosa, mtr de Neisseria meningitidis, et acrAB et acrEF d’Escherichia coli sont montrées Les flèches indiquent la direction de la transcriptionFigure View largeTélécharger la lameGroupes de gènes pour les pompes d’efflux La structure du mex locus de Pseudomonas aeruginosa, mtr de Neisseria meningitidis, et acrAB et acrEF d’Escherichia coli sont représentés Les flèches indiquent la direction de transcription

Coresistance et Coselection

Contrairement à la résistance croisée, la corésistance est due à la présence, dans le même hôte, de plusieurs mécanismes conférant chacun une résistance à une classe de médicaments donnée. De plus, les gènes correspondants sont souvent adjacents liés physiquement et exprimés de façon coordonnée. représentent l’un des systèmes les plus élégants de ce type Ces éléments génétiques ont d’abord été décrits dans des bacilles à Gram négatif mais plus récemment ont été trouvés dans des bactéries gram-positives Ils représentent un système très élégant pour la capture in vivo et l’expression des gènes de résistance Figure La figure représente la structure d’un intégron qui confère une résistance multiple à l’hôte Parce que l’organisation génétique entraîne la coexpression des différents gènes, l’utilisation de tout antibiotique qui est un substrat pour l’un des mécanismes de résistance pour la résistance aux autres et donc pour le maintien de l’ensemble du gène

Figure Vue largeDownload slideModèle pour l’intégration de cassette de gène spécifique au site dans un integron En présence de l’intégrase Int codée par inton, une cassette de gène de résistance circulaire contenant attC peut s’introduire par recombinaison spécifique au site dans l’élément parent sur le site. l’intégron résultant contient ainsi un nouveau gène de résistance qui est transcrit à partir du promoteur Pant. Notez que le processus d’intégration est réversible à attI, site d’attachement de l’intégron; attC, site de fixation de la cassette; intI, gène pour l’intégrase; Int, intégrase; Pantalon, promoteur; quacEΔ, gène conférant une résistance marginale aux composés d’ammonium quaternaire; sul, gène conférant une résistance aux sulfamidesFigure View largeTélécharger slideModèle pour cassette de gène spécifique au site intégration-excision dans un integron En présence de l’intégrase Int codée par inton, une cassette de gène de résistance circulaire contenant attC peut s’introduire par recombinaison spécifique au site chez le parent élément sur le site attI L’intégron résultant contient donc un nouveau gène de résistance qui est transcrit à partir du promoteur Pant. Notez que le processus d’intégration est réversible à attI, site d’attachement de l’intégron; attC, site de fixation de la cassette; intI, gène pour l’intégrase; Int, intégrase; Pantalon, promoteur; quacEΔ, gène conférant une résistance marginale aux composés d’ammonium quaternaire; sul, gène conférant une résistance aux sulfamides

Figure Vue largeTélécharger diapo Carte physique de l’intégrone de classe Dans le cercle rempli, attI; triangles noirs, attC; intI, gène pour l’intégrase; aac’Ib, gène codant pour ‘-N-aminoglycoside acétyltransférase; qacF, déterminant de la résistance à l’ammonium quaternaire; cmlB, déterminant de la résistance au chloramphenicol; oxa, gène codant pour une oxacillinase voir aussi la légende pour figurer Figure Vue largeTélécharger diapo Carte physique de l’intégrone de classe Dans un cercle rempli, attI; triangles noirs, attC; intI, gène pour l’intégrase; aac’Ib, gène codant pour -N-aminoglycoside acétyltransférase; qacF, déterminant de la résistance à l’ammonium quaternaire; cmlB, déterminant de la résistance au chloramphenicol; oxa, gène codant pour une oxacillinase voir aussi la légende à figurer

Une forte prédiction: émergence de la résistance à la fluoroquinolone chez Streptococcus pneumoniae

L’exemple suivant représente un scénario probable, si on ignore les lois de la biologie et ne tient pas compte de toutes les connaissances moléculaires accumulées ces dernières années sur le mode d’action et les mécanismes de résistance aux fluoroquinolones dans les bactéries. Les quinolones agissent en se liant à l’ADN gyrase et topoisomérase IV , enzymes impliquées dans le métabolisme de l’ADN et essentielles pour la vie de la cellule Pour simplifier, ignorons d’abord la résistance par efflux Les bactéries peuvent devenir résistantes aux quinolones en accumulant des mutations dans la cible enzymes, entraînant une diminution de l’affinité pour le tableau des médicaments Plus le nombre de mutations est élevé, plus les niveaux de résistance sont élevés; Plus l’activité intrinsèque du médicament est élevée, plus le niveau de résistance est faible. Cependant, il existe clairement une résistance croisée entre tous les médicaments appartenant à cette classe A l’exception de la ciprofloxacine, les quinolones plus anciennes ne présentent pas d’activité significative contre les cocci à Gram positif. et donc n’a pas choisi pour la résistance Il se trouve que divers membres de cette classe de médicaments qui ont augmenté et une activité élevée contre Streptococcus pneumoniae comme évident du tableau seront rendus disponibles commercialement simultanément comme traitement pour les infections pulmonaires, l’otite moyenne compliquée et la sinusite. On peut s’attendre à ce que la pression sélective exercée soit très élevée et entraîne une augmentation rapide de la prévalence de la résistance croisée. Il a également été démontré que la dissémination de la résistance aux antibiotiques chez S pneumoniae est clonale; en d’autres termes, quelques clones résistants épidémiologiquement réussis ont, pour des raisons encore inconnues, disséminé dans le monde Ainsi, l’émergence de la résistance n’est probablement pas secondaire à l’apparition de mutations in vivo en thérapie, mais plutôt secondaire à la colonisation des patients par clones déjà résistants, tels que Staphylococcus aureus

Vue de la table grandDownloads de la sensibilité des transformants CP de Streptococcus pneumoniae aux fluoroquinolonesTable View largeToile de téléchargementSusceptibilité des transformants CP de Streptococcus pneumoniae aux fluoroquinolonesTout en tenant compte de ces divers facteurs, on pourrait conclure que l’utilisation de ces puissants médicaments devrait être non seulement précaution mais limitée à quelques indications. en particulier devrait exclure les enfants, et que seuls les médicaments les moins sélectifs de résistance doivent être utilisés La capacité à sélectionner la résistance chez les bactéries, ce qui pourrait refléter la différence entre la CMI du pathogène cible, la concentration de médicament actif sur le site d’infection, et l’affinité de liaison du médicament pour sa cible, devrait donc être un critère important pour l’autorisation de mise sur le marché d’un nouveau médicament. Ceci implique que cette capacité devrait être évaluée avant et surveillée immédiatement après son introduction en milieu clinique. -selec Si la sélection de la résistance devait être considérée comme l’une des principales caractéristiques de l’utilisation des antibiotiques, les molécules les plus actives devraient être limitées aux infections acquises dans la communauté, pour lesquelles les médicaments les plus actifs devraient être éliminés. le volume des prescriptions, et donc la pression de sélection, est le plus grand, et les molécules moins actives devraient être utilisées pour traiter les infections nosocomiales – une proposition clairement contre le dogme! La présence de corésistance chez S pneumoniae confirme que la dissémination de la résistance chez cette espèce est clonale, une notion entièrement basée sur le développement de techniques moléculaires pour l’épidémiologie. C’est une incitation supplémentaire pour l’utilisation prudente des fluoroquinolones contre ce pathogène humain majeur, dans la peur. de sélectionner un clone multirésistant aux médicaments, notamment aux fluoroquinolones, qui pourrait disséminer

Tableau View largeTélécharger la lameIncidence de la résistance aux antibiotiques chez Streptococcus pneumoniae en France de janvier à juin Table View largeDownload slideIncidence de la résistance aux antibiotiques chez Streptococcus pneumoniae en France de janvier à juin

Les bactéries n’ont pas l’intention de redécouvrir la roue

Les études génétiques moléculaires ont montré qu’il existe des niveaux de dissémination de la résistance aux antibiotiques: épidémies de bactéries résistantes chez les mammifères, épidémies de plasmides résistants et épidémies de gènes chez les bactéries. Chacune de ces infections est non seulement infectieuse, mais aussi exponentielle. est due à la réplication des chromosomes, la conjugaison plasmidique à la figure de transfert réplicative, et la migration de gènes à la figure de transposition réplicative Il s’avère également que la conjugaison a une gamme d’hôtes très large, c’est à dire que les plasmides peuvent transférer efficacement entre genres bactériens phylogénétiquement éloignés. obstacles à l’expression de gènes hétérologues ; c’est-à-dire que les gènes de résistance peuvent être exprimés dans des hôtes très divers

Figure View largeTélécharger la lamePlasmide Transfert d’ADN par conjugaison À gauche, bactérie donneuse; à droite, bactérie réceptrice Les chromosomes ne sont pas représentés Après un brin monocaténaire, le brin d’ADN plasmidique est transféré du donneur au receveur. Pendant ce processus, le brin complémentaire de l’ADN entrant est synthétisé chez le receveur tandis que le complément Le brin de l’ADN restant est synthétisé dans le donneur Après le transfert conjugatif, chaque cellule contient une copie du plasmide et peut ainsi agir comme donneurFigure View largeDownload slidePlasmid Transfert d’ADN par conjugaison Gauche, bactérie donneur; à droite, bactérie réceptrice Les chromosomes ne sont pas représentés Après un brin monocaténaire, le brin d’ADN plasmidique est transféré du donneur au receveur. Pendant ce processus, le brin complémentaire de l’ADN entrant est synthétisé chez le receveur tandis que le complément Le brin de l’ADN restant est synthétisé dans le donneur Après le transfert conjugatif, chaque cellule contient une copie du plasmide et peut ainsi agir comme donneur

Figure Vue grandDownload transpositionRéplication transpositive Le réplicon donneur en bas à gauche contient une copie de la barre de fermeture de l’élément transposable; la direction de la réplication est indiquée par une flèche alors que le réplicon accepteur en haut à gauche ne produit pas de biréplicon qui contient des copies de l’élément, dans la même orientation, aux frontières du transposon de l’élément transposable ou de la séquence d’insertion. réplicons Du fait de la recombinaison entre les copies de l’élément, lorsque la transposition est terminée, chaque réplicon contient une copie de l’élément et peut donc agir comme un donneurFigure Voir grandDownload transpositionRéplication transpositive Le réplicon donneur inférieur gauche contient une copie de la barre de fermeture de l’élément transposable; la direction de la réplication est indiquée par une flèche alors que le réplicon accepteur en haut à gauche ne produit pas de biréplicon qui contient des copies de l’élément, dans la même orientation, aux frontières du transposon de l’élément transposable ou de la séquence d’insertion. réplicons Du fait de la recombinaison entre les copies de l’élément, lorsque la transposition est terminée, chaque réplicon contient une copie de l’élément et peut donc agir comme donneur. Ces observations ont conduit à la notion de pool de gènes bactériens, notamment de résistance signifie que les gènes sont faiblement liés à leurs hôtes et peuvent facilement se disséminer dans des conditions naturelles. Ce concept a de nombreuses conséquences pratiques – par exemple, dans le cas de l’utilisation d’antibiotiques comme additifs pour l’alimentation animale. les entérocoques des animaux et des humains sont les mêmes , c’est-à-dire si les entérocoques résistants à la vancomycine Les cellules peuvent coloniser stablement l’intestin humain, la vraie question devrait plutôt être: «Les gènes de résistance sont-ils des glycopeptides, dans cet exemple identiques chez les bactéries de ces écosystèmes?» Dans ce sens, des études publiées il y a longtemps examinaient la biochimie et la génétique de l’aminoglycoside La résistance, ainsi que l’étude moléculaire des hôtes bactériens, ont permis de comprendre comment l’utilisation exclusive de l’apramycine chez les animaux pouvait sélectionner des bactéries résistantes à la gentamicine qui ont été découvertes chez les humains Cette notion a été largement documentée. techniques, pour d’autres résistances Si la biologie moléculaire a eu un impact majeur sur la compréhension de la dissémination de la résistance, elle a été très peu utile pour limiter le phénomène. Aucun inhibiteur de la conjugaison plasmidique n’a encore été développé et les inhibiteurs de la réplication plasmidique ne trouve aucune application pratique Ces derniers sont souvent des agents mutagènes et sont insuffisamment actifs. ria se comportent immédiatement comme les destinataires des souches plasmidiques restantes

Un truc bactérien: l’utilisation d’antibiotiques comme phéromones sexuelles

Un autre degré de complexité de la résistance aux antibiotiques est que les antibiotiques fournissent non seulement la force sélective brute pour disséminer les bactéries résistantes, mais aussi le transfert des gènes de résistance. La translocation de l’ADN à travers les membranes bactériennes, y compris la membrane externe, intervient au début de plusieurs Processus biologiques, tels que la transduction, la transformation et la conjugaison Le composant peptidoglycane des bactéries gram-négatives est mince, ou couches de molécules, tandis que la paroi cellulaire des bactéries Gram-positives est – couches de molécules épaisses Ainsi, la paroi cellulaire des bactéries Gram-positives Constamment, nous avons montré que des concentrations subinhibitrices de pénicillines oxacilline ou pénicilline G dans le milieu d’accouplement, ont entraîné une augmentation significative du transfert conjugal d’ADN plasmidique d’Escherichia coli à S aureus. et Listeria monocytogenes figure

Figure Vue largeDownload slideOxacillin-non spécifique du transfert conjugal de l’ADN plasmidique Des cultures en phase logarithmique tardive de donneurs d’Escherichia coli contenant le vecteur navette mobilisable incP pAT ont été mélangées à des receveurs de Staphylococcus aureus Une aliquote de cette suspension a été étalée sur un filtre à membrane de nitrocellulose. Après l’incubation à ° C, les cellules ont été mises en suspension dans du bouillon et étalées sur de l’agar contenant des antibiotiques appropriés pour la sélection des transconjugants S aureus contenant pAT. transconjugants obtenus après accouplement dans les milieux sans gauche ou avec oxacilline droite indiquent une augmentation de la fréquence de transfert lorsque l’accouplement a été effectuée en présence d’antibiotiques. View largeTélécharger diapositive Transfert conjugal induit par l’oxacilline non spécifique de l’ADN plasmidique Les cultures en phase logarithmique tardive des donneurs d’Escherichia coli le mobile IncP On a mélangé une partie aliquote de cette suspension sur un filtre à membrane de nitrocellulose, qui a été placé sur le dessus de plaques d’agar qui contenaient ou non de l’oxacilline pg / ml Après h d’incubation à ° C , les cellules ont été suspendues dans du bouillon et étalées sur une gélose contenant des antibiotiques appropriés pour la sélection des transconjugants de S aureus contenant pAT Les nombres relatifs de transconjugants obtenus après accouplement dans des milieux sans oxacilline gauche ou droite indiquent une augmentation de la fréquence de transfert lors de l’accouplement En outre, il a été rapporté que l’oxacilline augmentait la fréquence du transfert in vitro du transposon entérococcique conjugatif Tn d’Enterococcus faecalis à Bacillus anthracis Les pénicillines diminuent le pourcentage de réticulation du peptidoglycane en inhibant les activités transpeptidasiques. les modifications pourraient augmenter le perméabilité cellulaire Il convient de noter que les dommages causés à la paroi cellulaire, provoqués par des enzymes de dégradation ou par l’incorporation d’agents actifs dans les parois cellulaires dans le milieu de culture, améliorent également l’efficacité de la transformation des bactéries Gram positif par électroporation [, -] Il existe des exemples de transposons qui ont évolué de telle sorte que l’antibiotique auquel ils confèrent la résistance peut spécifiquement stimuler leur mobilité intracellulaire ou intercellulaire ie, transposition ou conjugaison. Le transposon entérococcique Tn confère à son hôte une résistance inductible aux antibiotiques MKLS La résistance et la transposition sont inductibles après exposition des cellules à des concentrations d’érythromycine aussi faibles que μg / mL La transposition améliorée par les antibiotiques est probablement due à un mécanisme d’atténuation qui permet l’extension de transcriptio n du gène de résistance à l’érythromycine au gène de transposase aval. La transposition de Tn induite par l’érythromycine augmente sa translocation d’un plasmide non conjugatif à un plasmide conjugatif Ainsi, cet antibiotique contribue également à la dissémination intercellulaire des transposons TnConjugatifs appartenant au Tn. La famille Tn est très répandue chez les cocci à Gram positif et contient le déterminant de résistance à la tétracycline tetM, soit seul, soit Tn ou associé à d’autres gènes de résistance, par exemple Tn La transposition de ces éléments procède par excision à une forme libre, non réplicative. intermédiaire circulaire fermé de manière covalente qui est un substrat pour l’intégration ou pour la conjugaison de la transposition conjugative; Nous avons montré que l’exposition de Tn à de faibles concentrations – μg / mL de tétracycline entraîne une augmentation de sa fréquence de transfert in vitro et dans le tube digestif des souris gnotobiotiques Cette observation a été confirmée pour d’autres éléments de type Tn. , y compris l’élément prototype Tn Une analyse transcriptionnelle de Tn a révélé que, après excision, un transcrit inductible par la tétracycline -kb lisait le site d’attachement du transposon nouvellement formé pour activer l’expression des déterminants tra portés par l’autre bras de le transposon Ce modèle régulateur implique un mécanisme d’antitermination induit par la tétracycline en amont du gène tetM qui conduit à la surexpression de protéines qui activent spécifiquement le promoteur de cette longue figure de transcription.

Figure Vue largeTélécharger la mobilité intracellulaire et intercellulaire de Tn La circularisation du transposon chez le donneur nécessite les activités de l’intégrase codée par transposon Int et excisionase Xis L’élément circulaire non réplicatif ainsi généré peut se réinsérer à un autre endroit dans le génome de la transposition intracellulaire du donneur, ou il peut être transféré de manière conjugative à une bactérie réceptrice transposition intercellulaire ou transposition conjugative en utilisant ses fonctions de transfert Tra Dans les deux cas, l’intégration de l’élément circulaire nécessite l’activité de l’intégrase codée par transposon IntFigure View largeTéléchargement diapositive Mobilité intracellulaire et intercellulaire de Tn Circularisation de le transposon dans le donneur nécessite les activités de l’intégrase codée par transposon Int et excisionase Xis L’élément circulaire non réplicatif ainsi généré peut se réinsérer à un autre endroit dans le génome de la transposition intracellulaire du donneur, ou il peut être conjugué transféré de manière active à une bactérie réceptrice transposition intercellulaire ou transposition conjugative en utilisant ses fonctions de transfert Tra Dans les deux cas, l’intégration de l’élément circulaire nécessite l’activité de l’intégrase codée par transposon.

Figure Vue largeDownload slideRégulation de l’expression des fonctions de transfert dans l’intermédiaire circulaire de Tn En l’absence de tetracycline -Tc, la plupart des transcrits initiés à la fin de Ptet aux palindromes situés en aval: orf palorf et orf palorf En présence de Tc Tc, le les transcrits initiés à Ptet lisent palorf et palorf, ce qui conduit à une transcription accrue de orf et orf La surexpression résultante de ORF ORF stimule l’activité de Porf, ce qui conduit à une transcription accrue des gènes en aval, y compris les gènes de transfert. La carte physique de Tn est représentée par un cercle gris Les flèches dans Tn indiquent l’emplacement et la direction de la transcription des gènes transposon-nés Les cercles extérieurs à Tn représentent la localisation et l’étendue des transcrits majeurs initiés à Ptet et Porf en absence ou présence de tetracycline att-Tn, site d’attachement de Transposon; oriT, origine du transfert; tetM, gène de résistance à la tetracycline; Activation transcriptionnelleFigure View largeTélécharger la diapositiveRégulation de l’expression des fonctions de transfert dans l’intermédiaire circulaire de Tn En l’absence de tetracycline -Tc, la plupart des transcrits initiés à Ptet terminent aux palindromes situés en aval: orf palorf et orf palorf En présence de Tc Tc , les transcrits initiés à Ptet lisent palorf et palorf, ce qui conduit à une transcription accrue de orf et orf La surexpression résultante de ORF ORF stimule l’activité de Porf, ce qui conduit à une transcription accrue des gènes en aval, y compris les gènes de transfert. orf La carte physique de Tn est représentée par un cercle gris Les flèches dans Tn indiquent l’emplacement et la direction de la transcription des gènes nés de transposon Les cercles extérieurs à Tn représentent l’emplacement et l’étendue des transcrits majeurs initiés à Ptet et Porf en l’absence ou la présence de tetracycline att-Tn, site de fixation de Transposon; oriT, origine du transfert; tetM, gène de résistance à la tetracycline; , activation transcriptionnelle Dans le cas du transposon conjugatif Bacteroides Tcr Emr DOT, de faibles taux de tétracycline stimulent le transfert de l’élément par, -fold La tétracycline augmente la transcription d’un opéron contenant le gène de résistance à la tétracycline tetQ et les gènes régulateurs rteA et rteB par un mécanisme encore inconnu La protéine RTEB est essentielle pour le transfert du transposon conjugatif en agissant comme antirépresseur pour contrer l’effet d’un répresseur qui empêche normalement l’expression des gènes tra En conclusion, il semble que les antibiotiques, à la Certains d’entre eux peuvent se comporter comme des hormones sexuelles. Ils sont synthétisés par certaines cellules, par exemple les producteurs d’actynomycètes et agissent sur des cibles très spécifiques dans des cellules éloignées pour favoriser l’échange d’ADN. Ces résultats indiquent que l’utilisation d’antibiotiques dans les aliments pour animaux devrait déterminer si les résidus de médicaments laissés dans la viande ou dans le lait peuvent améliorer la dissémination de la résistance aux antibiotiques ctérie dans l’intestin humain

La biologie moléculaire contribue à contourner la résistance multiple aux médicaments intrinsèque et acquise

Contemporain avec la découverte du rôle de l’efflux des antibiotiques dans la résistance, il est apparu que ce mécanisme joue également un rôle dans la résistance intrinsèque Jusqu’à récemment, on pensait que la résistance intrinsèque était due à l’imperméabilité passive des bactéries aux médicaments mauvaise haleine. trouver que c’était plutôt secondaire à l’exportation active des antibiotiques à partir des cellules suggérait immédiatement que les pompes pourraient être des cibles pour de nouveaux médicaments En fait, la destruction des gènes codant pour les pompes d’efflux rend l’hôte hypersensible, à la fois en bactéries négatives et bactéries gram-positives Les inhibiteurs de la pompe sont recherchés activement, mais leur découverte est entravée par la multiplicité des pompes dans le même hôte et par leurs larges étendues de substrat qui se chevauchent Cet effort est une extension du développement d’inhibiteurs de mécanismes de résistance visant à contrecarrer l’activité des β-lactamases et pouvant constituer une alternative aux nouveaux médicaments, par exemple dans le cas L’étude de la base moléculaire de la virulence chez les pathogènes humains, ainsi que le séquençage du génome, ont montré que des genres bactériens éloignés avaient des mécanismes similaires pour atteindre des objectifs similaires, comme l’adhésion cellulaire et l’invasion suggère que les déterminants de la pathogénicité, par exemple les voies sécrétoires de type III pourraient être des cibles potentiellement intéressantes pour le développement de nouveaux antibiotiques. En plus d’être plus ciblés sur les bactéries ciblées, ces médicaments devraient exercer une pression moins sélective sur la résistance. La résistance est lentement réversible Le dernier concept proposé par la biologie moléculaire est que la résistance aux antibiotiques est très lentement réversible, voire pas du tout Divers facteurs, tels que le faible coût biologique de certaines résistances et la présence de compensations mutations , avec c Orsistance, compte tenu du fait que, bien que l’utilisation de certains médicaments ait été interrompue pendant de nombreuses années, un nombre assez élevé d’espèces bactériennes restent résistantes aux «vieilles» molécules. Il est clair que les habitudes ou les tendances de prescription actuelles, pour ne pas dire être responsable des problèmes de résistance auxquels nous serons confrontés dans le futur

Conclusions

Le but de cette revue n’était pas de discuter de l’impact des techniques de biologie moléculaire sur l’amélioration des tests diagnostiques, épidémiologiques ou de sensibilité aux antibiotiques des bactéries. Nous voulions plutôt souligner, avec quelques exemples cliniquement pertinents, la contribution de cette approche aux concepts actuels. le domaine de la résistance aux antibiotiques Il est intéressant de noter que les approches fondamentales ont eu des effets pratiques directs sur la minimisation des résistances potentielles: en améliorant l’interprétation des phénotypes de résistance, en offrant une thérapie humaine plus adéquate, en favorisant une utilisation plus prudente des antibiotiques chez les animaux. nourrit, et en permettant la conception rationnelle de nouveaux médicaments qui éludent les mécanismes de résistance existants ou s’attaquent à des cibles inexploitées