ANTIBIORÉSISTANCE

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Nature et acquisition de la résistance aux antibiotiques 

Les mécanismes par lesquels les bactéries résistent aux antibiotiques sont sans doute très diversifiés dans la nature. On ne les connaît pas tous, car on ne repère les résistances que dans un contexte d’action thérapeutique. La résistance est un caractère manifeste (phénotypique) de la bactérie et est donc une propriété propre de cette dernière. Lorsque la résistance repose sur l’action d’une seule enzyme, son phénotype prend le nom de l’antibiotique suivi du suffixe -ase, qui désigne le fait que l’enzyme clive l’antibiotique en question et l’inactive (en particulier pour les β-lactamines). Cette nomenclature est importante. En effet, la chimie a construit, à partir de molécules de base comme la pénicilline, des molécules dérivées contenant la même partie active (noyau β-lactame), mais modifiées pour leur conférer d’autres propriétés et élargir leur spectre d’action. Du fait de ces modifications structurales, l’enzyme qui inactive la pénicilline de départ ne détruit pas nécessairement les carbapénèmes ou les céphalosporines, qui sont pourtant aussi des antibiotiques de la famille des β-lactamine.

Répertoire des résistances bactériennes aux antibiotiques

Tableau : Répertoire des résistances bactériennes aux antibiotiques

Ce tableau présente schématiquement les grandes catégories de résistance aux antibiotiques (phénotypes), leur mécanisme d'action et les cibles bactériennes courantes. 

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Principaux mécanismes de résistance

Dessin : Principaux mécanismes de résistance

Les antibiotiques agissent à des niveaux vitaux du métabolisme bactérien. Par exemple, la pénicilline agit sur la synthèse de la paroi bactérienne. Les principaux mécanismes de résistance aux antibiotiques sont indiqués sur la figure. Ainsi, la résistance à la pénicilline peut passer... 

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Les gènes de résistance aux antibiotiques peuvent être situés sur le chromosome bactérien et être ainsi naturellement exprimés par la bactérie et transmis à sa descendance lors de la division cellulaire (transmission verticale). Ils peuvent également être localisés hors du chromosome bactérien, sur un élément génétique mobile, et conférer une résistance dite « acquise » car transmissible entre certaines souches bactériennes proches dans un environnement donné (transmission horizontale). Cette dernière propriété est responsable de la large diffusion de l’antibiorésistance au sein du monde bactérien.

Les éléments génétiques mobiles capables de porter des gènes de résistance appartiennent à trois catégories distinctes : les plasmides, les transposons et les cassettes d’intégrons.

Les plasmides de résistance (en réalité les plasmides porteurs de gènes de résistance) sont les principaux acteurs de la dissémination de ces gènes au sein des populations bactériennes. Les plasmides sont de petites molécules d’ADN circulaire fermées, indépendantes du chromosome bactérien, et capables de se répliquer au sein de la bactérie. Ils peuvent être présents en plusieurs copies (jusqu’à des centaines) par cellule. Chacun porte un ou plusieurs gènes de résistance, et plusieurs plasmides différents peuvent coexister au sein d’une même bactérie. Il est par exemple possible de trouver dans la même bactérie des plasmides porteurs des gènes de résistance aux β-lactamines, aux sulfamides ou encore aux aminosides. Les plasmides peuvent passer de bactérie à bactérie dans certaines conditions. Les procaryotes ont en effet développé un mécanisme efficace de transfert de gènes entre micro-organismes par injection de plasmides (phénomène encore appelé conjugaison) à d’autres bactéries. Ce transfert s’effectue par contact entre deux bactéries n’appartenant pas forcément à la même espèce ni au même genre, et fait intervenir une cellule réceptrice et une cellule donneuse. La bactérie donneuse établit un pont cytoplasmique ou pili sexuel avec la bactérie réceptrice, et transfère une copie de son plasmide à cette dernière. Par analogie, et surtout parce que ce transfert permet de maintenir une diversité génétique au sein des espèces, ce phénomène a été appelé « sexualité bactérienne » au moment de sa découverte en 1946. Il permet une dissémination des gènes de résistance portés par ces plasmides parmi des bactéries qui n’en possédaient pas.

Les transposons contribuent également à cette diffusion de la résistance bactérienne. Leur existence n’est pas limitée aux bactéries et ils ont d’ailleurs été découverts chez le maïs par Barbara McClintock en 1953. Ce sont des fragments d’ADN mobiles, qui sont capables de promouvoir leur propre transfert et de se déplacer dans le génome de la cellule. Chez les bactéries, ils peuvent « sauter » du chromosome à un plasmide ou vice versa, et constituent ainsi une très grande source de mobilisation des gènes de résistance. Ils peuvent ainsi permettre la mobilisation et la circulation de certains gènes chromosomiques et plasmidiques entre bactéries. Il en existe plusieurs sortes chez ces dernières, qui peuvent contenir un ou plusieurs gène [...]

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Répertoire des résistances bactériennes aux antibiotiques

Répertoire des résistances bactériennes aux antibiotiques
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Principaux mécanismes de résistance

Principaux mécanismes de résistance
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Progression de la résistance aux antibiotiques

Progression de la résistance aux antibiotiques
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Antibiogrammes de Klebsiella pneumoniae sensibles et résistants

Antibiogrammes de Klebsiella pneumoniae sensibles et résistants
Crédits : Sylvain Meyer

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Écrit par :

  • : pharmacienne-biologiste spécialisée, Laboratoire de bactériologie virologie hygiène, CHU de Limoges
  • : assistant hospitalo-universitaire, Laboratoire de bactériologie virologie hygiène, CHU de Limoges
  • : professeure des Universités, praticienne hospitalière, Laboratoire de bactériologie virologie hygiène, CHU de Limoges

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Pour citer l’article

Aurélie CHABAUD, Sylvain MEYER, Marie-Cécile PLOY, « ANTIBIORÉSISTANCE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 19 janvier 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/antibioresistance/