Gène Ndm-1 chez les superbactéries: symptômes et traitement

Qu'est-ce que NDM-1?

• NDM-1 est une manière abrégée d’écrire la métallo-bêta-lactamase de New Delhi, qui est le nom d’une enzyme découverte en 2009, capable d’être produite par plusieurs genres de bactéries qui la rendent résistante à de nombreux antibiotiques communs. utiliser dans le monde entier.
• Cette enzyme appartient à un groupe d'enzymes (bêta-lactamases) capables de rompre les liaisons chimiques d'un cycle bêta-lactame, composant essentiel de nombreux antibiotiques tels que les médicaments des groupes pénicilline, céphalosporine et carbapénème.
• La plupart des enzymes bêta-lactamases sont efficaces sur certains ou la plupart des antibiotiques plus anciens tels que les pénicillines et les céphalosporines. Le NDM-1 est efficace à la fois sur les anciens antibiotiques et sur les nouveaux antibiotiques carbapénèmes, tels que l'imipénème, qui contiennent un cycle bêta-lactame.
• Klebsiella a été la première bactérie identifiée en 2009 à produire du NDM-1 chez un patient qui a voyagé d'Inde en Angleterre avec une infection qui n'a pas répondu à de nombreux antibiotiques. L'organisme était résistant aux bêta-lactames et, après avoir étudié les mécanismes de résistance génétique et d'antibiotique de l'organisme, le NDM-1 et sa source génétique ont été découverts. La source génétique était un plasmide appelé " bla _NDM-1 " et, depuis cette découverte, il a été découvert que d'autres genres bactériens avaient intégré le bla _NDM-1 dans d'autres plasmides ou dans le chromosome bactérien, permettant ainsi à la bactérie de produire le NDM-1. .
• Le NDM-1, bien qu'efficace contre presque tous les antibiotiques à cycle bêta-lactame, ne produit pas de résistance aux antibiotiques contre d'autres types d'antibiotiques tels que les fluoroquinolones (par exemple, la ciprofloxacine et la lévofloxacine) ou les aminosides (par exemple, la gentamicine et la streptomycine).
• Malheureusement, la plupart des souches de bactéries portant le NDM-1 ont également une résistance plasmidique ou chromosomique à ces antibiotiques (et à d’autres). Le terme "superbactérie" est souvent utilisé de manière vague pour décrire des organismes résistants à deux ou plusieurs antibiotiques habituellement efficaces. Comme les bactéries contenant le NDM-1 sont souvent résistantes à presque tous les antibiotiques, les bactéries avec le NDM-1 ont été qualifiées de superbactéries. Certains chercheurs considèrent que ces bactéries représentent la bactérie la plus dangereuse parmi toutes celles qui se sont développées jusqu'à présent.
• Bien que récemment découvert en 2009 et probablement en raison du transfert génétique de plasmides ou d’autres segments chromosomiques, le NDM-1 a été trouvé dans au moins quatre genres différents de bactéries à Gram négatif ( Klebsiella, Escherichia, Enterobacter et Acinetobacter ). En outre, des personnes vivant en Inde, au Pakistan, en Angleterre, au Canada, en Suède, en Australie, au Japon et aux États-Unis se sont révélées infectées par des souches bactériennes produisant le NDM-1.
• Les chercheurs spéculent que la propagation extrêmement rapide de NDM-1 pourrait être due à des patients cherchant des soins médicaux en dehors de leur pays d'origine (par exemple, des visiteurs ou des voyageurs en provenance d'Inde). D'autres suggèrent que l'utilisation généralisée et incontrôlée d'antibiotiques favorise la survie des souches bactériennes contenant le NDM-1.
• Une autre raison possible de propagation rapide est que Escherichia coli ( E. coli ), une partie de la bactérie normale présente dans l'intestin humain, échange facilement des plasmides. En fait, on a par la suite découvert que le premier patient identifié infecté par Klebsiella contenant le NDM-1 avait une souche de E. coli, isolée des fèces, capable de produire du NDM-1.

Quelles sont les causes de la production de NDM-1 chez les bactéries?

Le code génétique ( bla _NDM-1 ) situé sur un plasmide ou intégré au chromosome bactérien est responsable de la synthèse de l'enzyme NDM-1. Les chercheurs suggèrent que les pressions environnementales, telles que l’utilisation ou la surutilisation d’antibiotiques, choisissent des bactéries capables de synthétiser cette enzyme pour survivre. Certains pensent que, dans la mesure où les restrictions à l'utilisation des antibiotiques sont moins strictes dans de nombreux pays, des souches résistantes aux antibiotiques sont susceptibles d'être produites dans ces pays; avec NDM-1, certains chercheurs suggèrent que c'est en Inde que cet élément génétique s'est développé pour la première fois.

La figure 1 est un diagramme schématique montrant les différentes méthodes utilisées par les bactéries pour transférer du matériel génétique entre différents types de bactéries. La première méthode, la transformation, se produit lorsque la paroi cellulaire d'une bactérie se décompose pendant la mort de cette dernière et que le matériel génétique bactérien (chromosomique et plasmidique) est libéré dans l'environnement. D'autres bactéries proches peuvent alors absorber le matériel génétique et incorporer les gènes absorbés dans leurs propres plasmides ou chromosomes.

La deuxième méthode, la conjugaison, se produit lorsque deux bactéries partagent une connexion à travers leurs parois cellulaires qui permet au matériel génétique (plasmides ou fragments de gènes) de passer dans une autre bactérie pouvant incorporer le plasmide ou les fragments de gènes dans d'autres plasmides ou le chromosome.

La dernière méthode, la transduction, est plus compliquée. La première étape implique un bactériophage (un type de virus qui infecte une bactérie) qui attache et injecte son génome (Fig. 1, ligne blanche) dans une bactérie. Le génome du bactériophage "prend alors le relais" de la cellule bactérienne et synthétise des parties de bactériophage qui sont réassemblées dans de nouveaux bactériophages. Cependant, lors du réassemblage, il arrive que des gènes de plasmides ou du matériel génétique du chromosome bactérien soient insérés par erreur dans la particule de bactériophage (Fig.1, structure de forme hexagonale, appelée capside) au lieu de gènes uniquement viraux. Une fois le réassemblage terminé, le bactériophage ouvre la paroi cellulaire bactérienne et les nouveaux bactériophages peuvent alors réinfecter d'autres bactéries. Toutes les bactéries infectées par un bactériophage ne meurent pas; certains survivent. Les bactéries infectées par du matériel génétique de bactériophages contenant des gènes de plasmides bactériens ou du chromosome bactérien peuvent ensuite incorporer les gènes plasmidiques ou chromosomiques dans leurs propres plasmides ou chromosomes.

Ces types de transferts génétiques sont responsables de la synthèse de multiples enzymes comme le NDM-1, qui permettent aux bactéries de devenir résistantes à de nombreux antibiotiques. Ces gènes résistants aux antibiotiques sont souvent étroitement liés, et même plusieurs gènes liés peuvent être transférés par ces méthodes en même temps.

Mécanismes permettant le partage de gènes codant pour la résistance aux médicaments entre diverses souches bactériennes et différents genres bactériens

Quels sont les symptômes et les signes d'une personne infectée par des bactéries portant le virus NDM-1?

Le principal signe ou symptôme qu'une personne est infectée par une bactérie portant le NDM-1 est l'échec des traitements antibiotiques (par voie orale ou intraveineuse) à améliorer l'état du patient, en particulier si le patient est infecté par un type bactérien à Gram négatif et est traité avec un antibiotique qui contient une structure cyclique bêta-lactame. En outre, si la personne s'est rendue dans un autre pays (l'Inde, par exemple) pour une chirurgie élective ou a récemment été traitée à l'aide d'antibiotiques pour soigner une infection et est retournée aux États-Unis ou dans un autre pays industrialisé avec l'infection, les personnes qui s'occupent de l'enfant devraient soupçonner une bactérie. produire NDM-1 peut être à l’origine de l’infection. Actuellement, ce sont les principaux indices suggérant une infection par NDM-1.

Le NDM-1 pouvant être véhiculé par plusieurs types de bactéries gram-négatives, les signes et les symptômes de ces maladies ne sont d'aucune utilité pour différencier le patient de la présence d'un organisme exprimant l'enzyme jusqu'à ce que les traitements antibiotiques échouent. Cependant, comme les bactéries à Gram négatif sont connues pour causer de nombreuses maladies (par exemple, des problèmes gastro-intestinaux, des infections des voies urinaires, la pneumonie et certaines infections des plaies), les patients atteints de ces maladies nécessitant un traitement antibiotique et ne se rétablissant pas correctement avec bactéries à Gram négatif isolées et testées pour la résistance aux antibiotiques.

Quand demander des soins médicaux pour des infections par des bactéries portant le virus NDM-1

Toute personne à qui on a diagnostiqué une infection causée par NDM-1 et qui présente encore des symptômes de l’infection doit consulter un médecin, même si elle prend des antibiotiques. Actuellement, la plupart des personnes chez lesquelles on a diagnostiqué une infection bactérienne NDM-1 sont hospitalisées, mais certaines personnes sont renvoyées à la maison et renvoyées chez elles, souvent chez elles dans un autre pays. Ces personnes doivent immédiatement consulter un médecin afin d’empêcher la propagation de l’infection. En outre, toute personne qui contracte une bactérie à Gram négatif et qui a eu un contact étroit avec une personne connue comme étant infectée par la bactérie NDM-1, à la fois en tant qu’infection ou en tant que porteur, devrait consulter un médecin et informer le soignant de son potentiel. association avec les bactéries NDM-1.

Comment les bactéries qui produisent le NDM-1 sont-elles identifiées?

Bien qu'il soit courant de tester toutes les bactéries isolées chez un patient infecté, certains hôpitaux peuvent ne pas tester la résistance au carbapénème car cette résistance est relativement peu fréquente dans la plupart des pays industrialisés. Bien que cette situation puisse changer rapidement, si les isolats gram-négatifs présentent une résistance aux pénicillines, ils devraient probablement faire l'objet d'un test de résistance au carbapénème. S'il est avéré que le patient se rend dans des zones où le NDM-1 est fréquemment retrouvé (Inde, Pakistan), la bactérie Gram-négative isolée doit être immédiatement testée pour sa résistance au carbapénème. Toutefois, ce test ne permet pas de déterminer que les bactéries infectées possèdent le NDM-1, car il existe quelques autres enzymes (par exemple, Klebsiella pneumoniae carbapenemase, également appelée KPC) pouvant provoquer une résistance aux carbapénèmes, mais elles sont moins efficaces que le NDM. 1. Si une souche bactérienne résistante au carbapénème est retrouvée chez un patient, celle-ci doit être envoyée à un laboratoire de santé publique de l'état ou aux centres de contrôle et de prévention des maladies des États-Unis (CDC) pour un test spécifique du NDM-1, car ce dernier 1 n'est pas systématiquement disponible. Les patients dont les bactéries isolées de leur site infectieux et dont le NDM-1 est détectable par l'état ou les centres de CDC sont alors définitivement diagnostiqués comme ayant une infection causée par une bactérie produisant le NDM-1.

Quel est le traitement d'une infection causée par des bactéries qui fabriquent le NDM-1?

Le meilleur traitement pour une infection causée par une bactérie qui fabrique le NDM-1 consiste à déterminer les antibiotiques auxquels la souche NDM-1 est sensible (et non résistante) à ces antibiotiques et à les utiliser pour le traitement des patients. La colistine, un antibiotique rarement utilisé en raison de sa toxicité, est souvent le seul antibiotique auquel les bactéries productrices de NDM-1 sont sensibles. Cependant, certaines bactéries productrices de NDM-1 ont montré une sensibilité à la tigécycline (Tygacil) et quelques-unes à l'aztréonam (Azactam). Cependant, ces antibiotiques ne doivent pas être utilisés sans d'abord déterminer le schéma de résistance / susceptibilité de la souche bactérienne infectante. Les schémas de résistance aux antibiotiques et de sensibilité aux bactéries sont effectués systématiquement dans les laboratoires qui cultivent des souches bactériennes isolées en présence de disques imprégnés d'antibiotiques. Les bactéries résistantes se développent jusqu'au bord du disque, tandis que les bactéries susceptibles d'être inhibées ou tuées par l'antibiotique laissent un espace libre sans croissance qui s'étend du bord du disque. Plus l'espace libre est grand, plus la souche bactérienne est sensible à l'antibiotique (voir exemple, Figure 2). La plupart des bactéries productrices de NDM-1 ne montrent pas d'espace libre. Un problème avec ce test est qu'il faut environ deux jours pour obtenir des résultats.

Test sur disque Kirby-Bauer pour le profil de résistance aux antibiotiques / susceptibilité. SOURCE: CDC / Gilda L. Jones

Des chercheurs de GlaxoSmithKline ont identifié un nouveau composé antibiotique pouvant inhiber la fonction topoisomérase bactérienne des bactéries contenant du NDM-1. En conséquence, la réplication bactérienne (croissance) est inhibée ou arrêtée. Malheureusement, le composé n'a encore fait l'objet d'aucun essai clinique et ne sera probablement pas disponible dans le commerce très prochainement, aucun essai clinique n'étant actuellement prévu.

Quel est le pronostic pour une personne infectée par des bactéries productrices de NDM-1?

Le pronostic (résultat) pour une personne infectée par le NDM-1 est lié à l'état général du patient au moment du diagnostic et du traitement approprié. En général, les patients porteurs de bactéries résistantes aux antibiotiques présentent davantage de complications et de séjours hospitaliers plus longs que ceux dont les organismes sont sensibles aux antibiotiques. Plus il est démontré que les bactéries contiennent rapidement le NDM-1, plus le traitement approprié peut être entrepris rapidement et meilleur est le pronostic pour le patient. Si les bactéries productrices de NDM-1 sont sensibles à la colistine, le pronostic est généralement bon. Cependant, les patients sous respirateurs, les patients immunodéprimés et les patients en unités de soins intensifs ont un pronostic plus prudent.

Peut-on prévenir les infections causées par des bactéries contenant le NDM-1?

Le risque d’infections par des bactéries contenant du NDM-1 peut être réduit, voire même évité, par des méthodes hygiéniques relativement simples, notamment le lavage des mains, le traitement adéquat des réserves d’eau, le lavage des légumes et l’évitement des zones et des personnes connues pour héberger des bactéries productrices de NDM-1. Les techniques habituelles de protection contre les infections disponibles dans les hôpitaux doivent être utilisées. Les patients atteints de la bactérie NDM-1 devraient être traités comme des patients atteints de SARM, avec une chambre privée avec des gants, et des masques et des blouses devraient être mis à la disposition des soignants et des visiteurs.

Il n'y a pas de vaccin disponible pour les bactéries productrices de NDM-1 et il est peu probable qu'il en soit développé, car de nombreuses souches bactériennes pourraient potentiellement produire le NDM-1 si elles possèdent les gènes appropriés.

Pourquoi les médecins et les chercheurs sont-ils si préoccupés par les bactéries avec le NDM-1?

De nombreux soignants et chercheurs sont préoccupés par le NDM-1, car il rend inefficaces certains des antibiotiques les plus utiles et les plus puissants (carbapénèmes). Ces antibiotiques sont souvent les médicaments de choix pour les infections graves. De plus, étant donné que le gène bla _NDM-1 qui produit l'enzyme est souvent associé à d'autres gènes codant pour d'autres facteurs de résistance aux antibiotiques, ils craignent que cette résistance ne soit rapidement transmise à la plupart des bactéries à Gram négatif, ce qui entraînerait une énorme groupe de bactéries résistant à la plupart des antibiotiques actuellement utilisés. Bien que cette propagation ne soit probablement pas considérée comme une pandémie comme la grippe aviaire ou porcine, des épidémies de maladies causées par la bactérie NDM-1 pourraient entraîner une mortalité élevée. Les chercheurs s'inquiètent également du fait que les tests de sensibilité aux antibiotiques actuels prennent souvent au moins deux jours à compléter, ce qui peut être long pour un patient gravement infecté à traiter avec des antibiotiques incapables d'inhiber ou de tuer les bactéries infectantes.

Le domaine de recherche sur le NDM-1 est extrêmement actif en ce moment. Les méthodes de diagnostic clinique, les plans de traitement aux antibiotiques et les antibiotiques devraient connaître de nombreux développements dans un proche avenir. Malheureusement, le nombre de personnes infectées par la bactérie NDM-1 et portant cette bactérie augmentera probablement rapidement. Les chercheurs prévoient d'essayer de garder une longueur d'avance sur ces bactéries potentiellement dangereuses et résistantes aux antibiotiques, mais rien ne garantit qu'elles réussiront. La prévention de l'infection est la meilleure défense contre ces bactéries.

Où les gens peuvent-ils trouver plus d'informations sur les bactéries productrices de NDM-1?

"Détection des isolats de Enterobacteriaceae porteurs de la métallo-bêta-lactamase" - États-Unis, 2010. "Centres de contrôle et de prévention des maladies

"Conseils pour le contrôle des infections par des entérobactéries résistantes au carbapénème ou productrices de carbapénémase dans les établissements de soins de courte durée." Centres pour le Contrôle et la Prévention des catastrophes