Mécanismes de la résistance aux antibiotiques

La résistance aux antibiotiques est la capacité héréditaire des bactéries à se développer en présence d'une concentration de médicament qui les inhiberait normalement. Malgré la diversité des médicaments antibactériens, les bactéries les déjouent par un répertoire restreint de stratégies biochimiques — inactivation du médicament, modification ou protection de sa cible, empêchement de son entrée, ou son expulsion — qui peuvent être encodées sur le chromosome ou acquises d'autres bactéries.

Definition

La résistance aux antibiotiques est la capacité d'une population bactérienne à survivre et à se répliquer à des concentrations de médicament qui inhibent les souches sensibles, réalisée par inactivation enzymatique du médicament, altération ou protection de la cible, perméabilité réduite, ou efflux actif, encodée par mutation ou par des gènes acquis.

Scope

Cet article organise la résistance en ses mécanismes biochimiques fondamentaux et sa base génétique, distinguant la résistance intrinsèque de la résistance acquise et expliquant comment le transfert horizontal de gènes dissémine les déterminants de la résistance. Il s'agit d'un sujet de référence et éducatif sur le fonctionnement de la résistance ; il n'aborde pas la gestion des infections résistantes.

Core questions

• Quels sont les quatre principaux mécanismes biochimiques de la résistance ?
• Comment la résistance intrinsèque diffère-t-elle de la résistance acquise ?
• Comment les éléments génétiques mobiles propagent-ils les gènes de résistance entre les bactéries ?
• Pourquoi la multirésistance s'accumule-t-elle dans certaines populations bactériennes ?

Key concepts

• Inactivation enzymatique du médicament (par ex. bêta-lactamases, enzymes modifiant les aminosides)
• Modification et protection de la cible
• Perméabilité réduite (perte de porines)
• Pompes à efflux actives
• Résistance intrinsèque versus résistance acquise
• Transfert horizontal de gènes (plasmides, transposons, intégrons)
• Pression de sélection et multirésistance

Mechanisms

La résistance opère par quatre stratégies récurrentes. Premièrement, l'inactivation enzymatique, où les bactéries produisent des enzymes qui altèrent chimiquement ou détruisent le médicament — les bêta-lactamases hydrolysant le cycle bêta-lactame en étant l'archétype (Bush & Bradford, 2016). Deuxièmement, la modification ou la protection de la cible, où une mutation, une modification enzymatique de la cible (telle que la méthylation de l'ARN ribosomal), ou une protéine protectrice diminue la liaison du médicament. Troisièmement, la réduction de l'absorption, souvent par perte ou altération des porines de la membrane externe. Quatrièmement, l'efflux actif, où des pompes membranaires expulsent le médicament, fréquemment avec une large gamme de substrats qui produit une résistance aux multiples médicaments (Blair et al., 2015 ; Alekshun & Levy, 2007). Génétiquement, la résistance est soit intrinsèque (une propriété inhérente à une espèce), soit acquise par mutation chromosomique ou par transfert horizontal de gènes ; les plasmides, transposons et intégrons transportent et échangent des gènes de résistance entre souches et espèces, accélérant leur dissémination (Partridge et al., 2018).

Clinical relevance

Les mécanismes biochimiques et génétiques de la résistance expliquent pourquoi certains organismes se révèlent résistants à des médicaments spécifiques et comment la résistance se propage au sein des populations, ce qui est fondamental pour la surveillance, le contrôle des infections et la gestion des antimicrobiens. Cet article décrit ces mécanismes à des fins d'orientation et d'étude et ne fournit pas de conseils sur le traitement des infections résistantes.

Epidemiology

La résistance bactérienne aux antimicrobiens est une cause majeure de décès à l'échelle mondiale, associée à environ 4,95 millions de décès en 2019 et directement attribuable à environ 1,27 million (Murray et al., 2022). La mobilité des gènes de résistance sur les plasmides, transposons et intégrons permet aux déterminants de traverser les espèces et de s'assembler en lignées multirésistantes (Partridge et al., 2018).

History

La résistance a été reconnue peu après l'entrée en usage des premiers antibactériens, et l'activité des bêta-lactamases a été décrite avant même le déploiement clinique généralisé de la pénicilline. Au cours des décennies suivantes, la découverte de la résistance portée par les plasmides, ainsi que des intégrons et des transposons, a redéfini la résistance comme un trait transférable et écologiquement mobile plutôt qu'une propriété fixe des souches individuelles (Alekshun & Levy, 2007 ; Partridge et al., 2018).

Key figures

• Stuart B. Levy
• Laura J. V. Piddock
• Julian Davies

Seminal works

• blair-2015
• alekshun-levy-2007
• partridge-2018

Frequently asked questions

Quels sont les principaux mécanismes par lesquels les bactéries résistent aux antibiotiques ?

Quatre stratégies récurrentes : l'inactivation du médicament par des enzymes, la modification ou la protection de la cible du médicament, la réduction de l'entrée du médicament dans la cellule, et l'expulsion du médicament via l'efflux.

Comment la résistance aux antibiotiques se propage-t-elle entre les bactéries ?

Principalement par transfert horizontal de gènes, où les gènes de résistance portés par des éléments mobiles tels que les plasmides, les transposons et les intégrons se déplacent entre les bactéries, parfois entre différentes espèces.