Principales familles des antibiotiques et leurs spectres d’activités

Principales familles des antibiotiques et leurs spectres d’activités

Les bêtalactamines 

Les bêtalactamines constituent la famille d’antibiotiques la plus importante, et la  plus prescrite. Cette famille a en commun un cycle bêtalactame, indispensable à son activité sur des protéines de la membrane cytoplasmique dénommés protéines liant la pénicilline (PLP) ou pénicilline binding proteins [8]. Les bêtalactamines sont caractérisés par leur spectre très large, leur effet bactéricide, avec un effet temps dépendant et inoculum-dépendant et sans effet post-antibiotique [9].

Les aminosides

Leur structure de base est constituée d’un aminocyclitol, sur lequel sont fixées deux hexoses par des liaisons glycosidiques. Les aminosides sont caractérisés par leur effet bactéricide, et post-antibiotique marqué qui se traduit par une durée d’activité très supérieure au temps d’exposition. Les aminosides sont actifs sur les germes aérobies à Gram négatif, certains germes à Gram positif, la streptomycine et kanamycine sont actifs sur M.tuberculosis, l’amikacine est active sur les mycobactéries atypiques dont M.avium , M.intracellulare [10].

Les macrolides et apparentés (MLS)

Il s’agit de différentes familles d’antibiotiques de structures chimiques différentes mais regroupées dans un même groupe du fait de leur spectre d’activité et mécanisme d’action similaire, qui repose sur l’inhibition de la synthèse protéique. Ils sont actifs sur les germes à Gram positif aérobies et anaérobies tels que les streptocoques et pneumocoques, les bacilles à Gram positif tel que les corynébactéries, Listeria spp, Bacillus anthracis et quelques rares cocci à Gram négatif et bacilles à Gram négatif tel que Mycoplasma spp, Chlamydiae, Coxiella burnetii, Rickettsia spp. La clindamycine a une très bonne activité sur les anaérobies strictes notamment Propionibacterium acnes et Clostridium spp [11].

Les quinolones

Les quinolones ont en commun le noyau pyridone-ß-carboxylique, sur lequel des substitutions atomiques sont appliquées sur différentes positions. Ces substitutions ont pour objectif d’améliorer leur efficacité et élargir leur spectre tout en réduisant la toxicité de la molécule. Le spectre d’activité des quinolones varie selon les modifications apportées à la structure de base. En effet les quinolones de première génération (acide nalidixique) sont caractérisées par un spectre étroit actif sur les entérobactéries. Le spectre des Fluoroquinolones (deuxième génération) s’élargit vers Staphylococcus aureus sensible, S. pyogenes et les bactéries intracellulaires. En dernier viennent les troisième et quatrième génération, les fluoroquinolones anti-pneumococciques qui sont actifs sur les streptocoques et les bactéries anaérobie [12].

Les phénicolés
Les phénicolés sont des antibiotiques bactériostatiques sur la majorité des germes sensibles, et bactéricides sur quelques-uns dont Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae et Neisseria meningitidis. Ils sont caractérisés par leur spectre large, actif sur la plupart des bactéries aérobies ainsi que de nombreux microorganismes intracellulaires tels que les Chlamydiae, mycoplasmes, rickettsies et les spirochètes. Les germes naturellement résistants aux phénicolés sont Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumanii, Serratia marcescens et les mycobactéries[13].

Les glycopeptides
Les glycopeptides sont de volumineuses molécules de haut poids moléculaire avec un noyau central peptidique de sept acides aminés. Il s’agit d’une famille d’antibiotiques bactéricide pour les bactéries à Gram positif. Les glycopeptides sont efficaces pour traiter les patients infectés hospitalisés en réanimation [14].

Les polymyxines
Les polymyxines sont caractérisées par une structure chimique amphipathique, possédant à la fois des régions hydrophiles et hydrophobes. Cette structure, la rapprochant d’une molécule de détergent, leur permet d’agir sur les phospholipides de la membrane bactérienne, par fixation sur le lipopolysaccharide [15]. Les polymyxines sont actives principalement sur les bactéries aérobies à Gram négatif tels que Citrobacter freundii, Citrobacter koseri, Enterobacter spp, Escherichia coli, Klebsiella spp, Moraxella spp, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella spp, Shigella spp et sont efficaces également contre les bactéries multirésistantes comme P. aeruginosa, A. baumannii et K. pneumoniae sécrétrice de BLSE. Néanmoins les polymyxines sont inactives sur les aérobies à Gram positif [16].

Inhibition de la synthèse des protéines

– Aminosides
Les aminosides ciblent le siteA de l’ARN 16S, constituant principal de la sous-unité 30S, et accessoirement la sous unités 50S. Il s’en suit une perturbation de la synthèse protéique par inhibition de la traduction aux stades d’initiation, d’élongation ou de translocation, et /ou par induction d’erreurs de traduction qui aboutissent à l’accumulation des protéines aberrantes [10,17,18].
– Tétracyclines
Les tétracyclines se fixent à la sous-unité 30S du ribosome et inhibent le site A, il en résulte une inhibition de la fixation de l’amino-acyl-ARNt ce qui provoque l’arrêt de l’élongation.

Inhibition de la synthèse de l’ADN

Les quinolones ciblent deux enzymes, l’ADN gyrase et la topoisomérase IV. Il s’agit d’enzymes heterotétrameriques composées de paires de deux sousunités: GyrA et GyrB pour l’ADN gyrase et ParC et ParE pour la topoisomérase IV.

Les quinolones en se fixant sur ces enzymes bloquent leur activité et entrainent une inhibition de synthèse de l’ADN [20].

Destruction de la membrane cytoplasmique 

Les polymyxines, sulfactants cationiques, interagissent avec le lipopolysaccharide (LPS) anionique de la membrane externe bactérienne. En s’incorporant entre les couches lipidiques et protéiques de la membrane bactérienne, les polymyxines provoquent la formation de pores qui induisent des anomalies d’échange et fuite ionique notamment du phosphate [15] aboutissant à une déstabilisation complète de l’intégrité membranaire.

MECANISMES DE RESISTANCE AUX ANTIBIOTIQUES

Types de résistances 

Définition de la résistance
Selon le Comité de l’Antibiogramme de la Société Française (CA-SFM) « les souches catégorisées résistantes sont celles pour lesquelles il existe une forte probabilité d’échec thérapeutique, quels que soient le type de traitement et la dose d’antibiotique utilisée » [1].

Résistance naturelle 

Définition
La résistance naturelle est un trait commun à toutes les bactéries de la même espèce ou du même genre, elle est due à un ou association de plusieurs mécanismes de résistance innés. Il s’agit d’une résistance dont le support est chromosomique et transmis verticalement. Ce type de résistance définit le phénotype sauvage de la bactérie [22].

Phénotypes de résistance naturelle
Les phénotypes de résistance naturelle sont établis après de profondes études, d’une part des aspects morphologiques et métaboliques de la bactérie, et d’autre part des molécules d’antibiotique, leurs caractéristiques chimiques et pharmacodynamiques. Au jour d’aujourd’hui nous disposons des informations nécessaires permettant de prédire avec précision les résistances naturelles de nombreuses espèces notamment :
– Les cocci à Gram positif sont résistants à l’aztréonam, à la ceftazidim, à l’acide Nalidixique et à la colistine [1].

En plus de ces résistances communes, certaines espèces au sein des cocci à Gram positifs sont résistantes à d’autres molécules, par exemple :
● Entérococcus spp sont résistants à la péfloxacine, à l’acide fusidique, à l’oxacilline et aux C1G-C4G [1].
● Streprococcus spp sont résistants à la péfloxacine et à l’acide fusidique [1].

Résistance acquise et mécanismes d’acquisition

Les études ont révélé qu’un grand pourcentage du génome de la plupart de bactéries se compose de gènes acquis horizontalement. La résistance acquise résulte d’un transfert horizontal d’un ou de plusieurs gènes de résistance, ce phénomène affecte certaines souches au sein d’une espèce ou d’un genre bactérien. Statistiquement la résistance acquise la plus fréquente est due à la production d’une ou de plusieurs bêtalactamases, en second plan viennent les autres mécanismes tels que l’expression accrue d’un système d’efflux, la modification de porines et la modification de PLP [9].

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Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES
CHAPITRE 1 : RAPPELS SUR LES ANTIBIOTIQUES
1.1. Définition
1.2. Principales familles des antibiotiques et leurs spectres d’activités
1.3. Mode d’action des antibiotiques
1.3.1. Inhibition de synthèse de la paroi
1.3.2. Inhibition de la synthèse des protéines
1.3.3. Inhibition de la synthèse de l’ADN
1.3.4. Destruction de la membrane cytoplasmique
CHAPITRE 2 : MECANISMES DE RESISTANCE AUX ANTIBIOTIQUES
2.1. Types de résistances
2.1.1. Résistance naturelle
2.1.2. Résistance acquise et mécanismes d’acquisition
2.2. Mécanismes de la résistance
2.2.1. Inactivation enzymatique
2.2.2. Modification de la cible
2.2.3. Diminution de la perméabilité
2.3.4. Mécanisme d’efflux
CHAPITRE 3 : METHODES DE DETECTION DE RESISTANCE AU
LABORATOIRE
3.1. Antibiogramme
3.2. Biologie moléculaire
DEUXIEME PARTIE : TRAVAIL PERSONNEL
CHAPITRE 1 : CADRE D’ETUDE
1.1. Lieu d’étude
1.2. Période d’étude
1.3. Critères d’inclusion
1.4. Critères de non inclusion
CHAPITRE 2 : METHODOLOGIE
2.1. Recueil et analyse des données
2.2. Souches bactériennes
2.3. Antibiogramme
2.4. Lecture interprétative
CHAPITRE 3 : RESULTATS
3.1. Résultats globaux
3.1.1. Répartition selon la nature du produit pathologique
3.1.2. Répartition selon l’âge des patients
3.1.3. Répartition selon le sexe des patients
3.1.4. Répartition selon le statut des patients
3.1.5. Répartition selon le service d’origine
3.2. Profil de sensibilité des souches isolées
3.2.1. Bactéries isolées
3.2.2. Phénotypes de résistance
3.2.3. Résistance aux antibiotiques
CHAPITRE 4 : COMMENTAIRES
4.1. Résultats globaux de l’étude
4.2. Profils de résistance des souches isolées aux antibiotiques
4.2.1. Les entérobactéries
4.2.2. Les bacilles à Gram négatif non fermentaires
4.2.3. Les staphylocoques
CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS
REFERENCES
ANNEXES

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