Microbio Chapter 9 PDF

LIKIN Salomé ➢ Bac 3 VT 2019-2020 À retenir : Les grandes familles de désinfectants. Les méthodes physques de désinfection. Les méthodes alternatives. Il faut nettoyer avant de désinfecter. Si grippe aviaire dans un élevage de poulet : Dabord on va tuer tout le monde. Ensuite, on va tout baleyer....

LIKIN Salomé ➢ Bac 3 VT 2019-2020 À retenir : Les grandes familles de désinfectants. Les méthodes physques de désinfection. Les méthodes alternatives. Il faut nettoyer avant de désinfecter. Si grippe aviaire dans un élevage de poulet : Dabord on va tuer tout le monde. Ensuite, on va tout baleyer. Les matières nettoyées doivent être insinérée. Ensuite on utilise de l’eau et du détergent et puis à la fin seulement on désinfectera. 1. Caractéristiques générales des agents antimicrobiens : Les agents antimicrobiens sont des agents chimiothérapeutiques qui ont : • • Une toxicité sélective avec une dose thérapeutique bien plus faible que la dose toxique pour l’hôte. Un indice thérapeutique = ratio entre a dose toxique et la dose thérapeutique. Cet indice est élevé si l’AB cible un processus ou un élément spécifique au pathogène et absent chez l’hôte. exemple : un AB qui cible la synthèse des peptidoglycanes a de bonne chance d’avoir un indice thérapeutique élevé puisque les eucaryotes n’en ont pas. → Donc cet AB tue facilement les bactéries et n’est pas trop toxique pour l’hôte. Un antibiotique inhibe la multiplication des bactéries dans les tissus et les cavités de l’hôte. Il y a beaucoupp d’antibiotiques naturels. Très peu on été synthétisés (sulfamidés et quinolones). On les a principalement « piqué » à des champignons et à des bactéries. → Cela explique pq le développement de résistance aux antibiotiques est si rapide. Spectre étroit / large = capacité qu’à un AB à désinguer tout ou pas. - - Spectre large : par exemple le chloramphénicol inhibe la synthèse protéique dans de nombreuses bactéries. Donc, quand on l’administre, cela a un impacte très large sur la population bactérienne. Spectre étroit : par exemple, la pénicilline G a du mal à passer la membrane externe des Gram – et donc elle ne fonctionne pas bien sur ces bactéries là et elle fonctionnera mieux sur les Gram +. On a tendance à dire que c’est mieux d’avoir un large spectre pour être certain que ça fonctionne. Le fait est qu’en utilisant un large spectre est qu’on va tuer des bactéries qui sont bénéfiques pour l’hôte et qui l’aide. 96 LIKIN Salomé Bac 3 VT 2019-2020 Par exemples les érythomycites sont utilisées pour le traitement des angines mais ça aura tendance à induire des infections vaginales secondaires fongiques car l’AB tue une grande partie des bactéries normales du vagin. 2. Développement de la chimiothérapie antimicrobienne : Flemming a découvert la pénicilline en remarquant que autours d’un champignon apparu sur sa boite de pétri riche en bactéries, les bactéries étaient mortes. Hypothèse: une spore de Penicilliums’est développée et a produit une substance diffusible capable de tuer les bactéries: la pénicilline 3. Détermination du niveau de l’activité antimicrobienne : - L’antibiogramme : on réparti des bactéries sur une petite boite, on mets des petites pastilles contenant l’un ou l’autre antibiotique, on incube et lorsque ça n’a pas poussé cela veut dire que la bactérie est sensible à l’AB. À l’inverse, cela veut dire que la bactérie est résistante. Plus le rond d’inhibition est grand et plus la bactérie est résistante à l’AB. On défini souvent 2 valeurs qui sont : 97 LIKIN Salomé - Bac 3 VT 2019-2020 La concentration minimale inhibitrice = concentration minimale pour s’assurer que la croissance bactérienne ne se divise plus. Cette concentratione est juste inférieure à la concentration minimale nécessaire pour les tuer. Ici on voit sur l’image que dans les premiers tubes il y a une croissance microbienne vu que les tubes sont turbides. → Là il y a une croissance microbienne et il n’y a donc pas assez d’AB pour inhiber leur croissance. Le tube suivant possède pile la bonne dose d’AB pour inhiber la croissance bactérienne puisqu’il n’est plus turbide. Par contre, si on reprends ce milieu de culture et qu’on le mets sur une boite de pétri sur laquelle il n’y a pas d’AB, on verra qu’il y a tout de même quelques colonies qui poussent. Cela veut dire qu’à cette concentration là de 8µg/ml, nous avons juste empêché la croissance, mais nous ne les avons pas tué. Par contre, à la concentration de 16 et 25 µg/ml on remarque qu’on a bel est bien tué toutes les bactéries puisqu’il n’y a plus de croissance. 4. Les agents antibactériens : Les modes d’actions et les classes d’antibiotique : (tuyaux) 98 LIKIN Salomé Bac 3 VT 2019-2020 - Les AB aiment inhiber la synthèse de la paroi des bactéries (penicilline, cephalosporines, vancomycine, bacitracin, etc.) - D’autres (tétracycline, chloramphenico, macrolide, aminoglycosides,etcl) sont + spécialisés dans l’inhibition de la traduction : ils inhibent le ribosomes bactérien (différent du notre → Permet aux AB de tuer nos bactéries sans nous tuer nous). - Ensuite, il y a des AB ( polymycines) qui préfèrent déstabiliser la mb cytoplasmique des bactéries (mais pas la notre). - Il y a des AB antimétabolites : ils arrête le métabolisme bactérien qui possède des différences entre notre métabolisme ( sulfonamidés, trimethropim, etc). - Il y a des AB qui s’attaquent à la réplication de l’ADN ( quinolones, rifampin, etc). Ces AB ciblent les ADN polymérases bactériennes. i. Les inhibiteur de paroi : Les bêta-lactamines sont les pénicillines, céphalosporines, carbapénèmes et monobactame. Ils ont tous un cycle β-lactame inhibant la transpeptidase en se plasant dans son site actif. Et donc ils inhibent la formation des cross-links entre les peptidoglycanes jusqu’à induire la lyse cellulaire. Ces AB agissent à l’extérieur du cytoplasme et n’ont pas besoin de pénétrer dans ce cytoplasme, ce qui est pratique puisque la barrière cytoplasmique est une barrière aux AB et que même si un AB pénètre dans le cytoplasme, parfois, il peut-être expulsé de la cellule. Ils ont un haut indice thérapeutique et on un énemi : les péniciliases = enzymes produites par les bactéries pour aller découper le cycle bétalactamase. a. La pénicilline : Il y a plein de sorte de péniciline : la penicilline G qui est la base. On est parti de cette base et on bidouillé la molécules et ont a changé le cycle en mauve sur l’image ci-dessus pour faire des tests. Cela sert à changer les caractéristiques pharmacocinétiques de notre moélcules. Par exemple :la péniciline G marche bien mais est acido-sensible. On ne peut donc pas l’administrer oralement, ce qui pose problème. Et bien, la pénicilline V (modifiée à partir de la pénicilline G) est acido résistante. 99 LIKIN Salomé Bac 3 VT 2019-2020 En faisant ces modification on peut obtenir des penicillines qui sont acido résistante, qui ont un spectre plus large, qui sont résistante aux pénicilases. → Donc il y a plusieur penicilline qui ont des spectre d’action et des propriétés différentes. b. Amoxicilline et acide clavulanique est une association. Dans cette association l’AB est l’amoxicilline. C’est en fait une pénicilline qui va aller inhiber la transpeptidation. On donne en plus de cet AB de l’acide clavulanique est qqch qui sert à inhiber les penicilase pour permettre à la penicilline de fonctionner pour faire en sorte que celle-ci ne se fasse pas découper → cette association est très courante. Comment ça marche ? La bactérie possède une paroi de peptydoglycane, si celle-ci est devenue moins robuste, et bien la bactérie va exploser à cause de la pression osmotique. Attention que ces AB n’ont des effets que si la bactéries est en croissance. Si elle n’est pas en train de faire de speptidoglycanes → il ne se passera rien. Donc, en ce qui concerne les bactéries qui ont un activité métabolique faible et qui ne se divisent pas, il ne se passera rien pour elles. c. Les céphalosporine : Elle ressemble +/- à une penicilline mais ce sont des betalactamases différentes. Il y a plusieur « générations » de céphalosporines qui sont aussi des modifications à partir d’une base commune. Il y a aussi des betalactamases qui sont capables de détruire ces céphalosporines. Y a des gens allergiques à la penicilline qui va en fait se lier aux GR et crée des néoantigènes qui vont générer une réponse immune et lorsqu’on réadministre la drogue on va créer une réponse immune contre les GR de la personne. On utilise donc des céphalosporines de 3ème génération pour traiter ces patients plutôt que de la pénicilline. d. Carbapénème et les monobactames : C’est toujours le même système, ils ont aussi un cycle beta lacatame. Certain AB tel que les carbapénèmes fonctionnent bien mais sont métabolisés très vite → ça ne va pas. Dès lors on peut utiliser une autre moélcule qui va inhiber le catabolisme de notre bactérie ou alors on change la formule de cet AB pour en changer la pharmacocinétique. 100 LIKIN Salomé Bac 3 VT 2019-2020 e. Glycopeptides : vancomycine, teicoplanine Ces AB ne sont pas des inhibiteurs de la synthèse des peptidoglycane par l’inhibition de la transpeptidase. C’est toujours une inhibition de la paroi mais avec un autre mode d’actin qui est la liaison D-Ala terminales. → On en joue pas sur la transpeptidase mais on occupe le site qui sera utilisé par la liaison. Si l’AB s’y lient, il ne peut pas y avoir de transpeptidation. Un glycopeptides les plus connus est la vancomycine : Ils sont très utilisé et on a utilisé pendant très longtemps ces AB comme promoteur de croissance parce que les AB permettent une croissance plus rapide. Très rapidement il y a eu des mécanismes de résistance à l’avoparcine. Cette résistance à l’avoparcine est probablement à l’origine des résistances à la vancomycine. f. La bacitracine : elle est toujours un inhibiteur de la synthèe de la paroi mais en agissant contre la bactoprénol (voir précédemment). Elle inhibe donc indirectement la synthèse des peptidoglycanes. g. D- cyclosérine : Ici on se trouve dans le cytoplasme. Donc on est dans le mécanisme de synthèse des 2 sucres et du pentapeptide des peptidoglycanes. La D-cyclosérine va inhiber la synthèse des acides aminées. h. Fosfomycine : Elle inhibe la synthèse de l’UDP-NAM = sucre nécessaire à la synthèse des peptidoglycanes. Il y a donc, aussi, des AB qui rentrent dans le cytoplasme et qui inhibent la synthèse des briques utilisées pour faire la paroi. Cela nécéssite la pénétration intracytoplasmique qui est une sorte de faiblesse pour les AB. 101 LIKIN Salomé - ii. Bac 3 VT 2019-2020 À retenir : Indice thérapeutique,spectre étroit vslarge Concentration minimale inhibitrice (bactériostatique), létale (bactéricide) Inhibition synthèse paroi (periplasme-cytoplasme). Inhibition transpeptidase: β-lactamines(pénicillines, céphalosporines, carbapénèmes, monobactames), acide clavulanique = inhibiteur de β-lactamases. Indice thérapeutique généralement élevé car ciblent les peptidoglycanes. Liaison D-Alaterminale du peptide latéral: glycopeptides(vancomycine). Inhibition déphosphorylation du bactoprénol: polypeptides (bacitracine). Inhibition synthèse précurseurs peptidoglycanes (cytoplasme): fosfomycineet D-cyclosérine Inhibiteur de la synthèse protéique : Le ribosomes bactériens est différents du notre, ce qui permet le fonctionnement de ces AB. Le ribosome de nos AB sont toxiques pour les cellules à haute activité métabolique parce que leur ribosome mitochodriaux ont des descendants bactéries sont aussi partiellement inhibé par ces AB. Les cellules qui ont beaucoup de mitochondrie, en présence de ces AB prennent un coup parce que les ribosomes mitochondriaux sont aussi partiellement inhibé par ces AB. Il ne faut pas connaître les mécanismes mais il faut qu’on saché que ça inhibe le fonctionnement du ribosome et dès lors que ça inhibe la synthèse protéique bactérienne. a. Aminoglycoside : ils viennent s’apparier à la SU 30 S, changent sa forme et puis du coup le ribosome se fera n’importe quoi. Il vient apparier les ARNt et au lieu d’avoir la bonne protéine, on a autre chose. → Il y a donc une erreure d’appariement des ARNt et du coup l’ARNm ne code plus exactement pour la bonne séquence. b. Tétracyclines : ils sont des AB intensément utilisés et ils bloquent le site de docking de l’ARNt et donc la synthèse s’arrête et on n’a plus de protéine. 102 LIKIN Salomé Bac 3 VT 2019-2020 c. Phénicoles (ex : chloramphénicol) : inhibe la transpeptidation Les chloramphénicole sont très toxiques et on l’avantage qu’ils franchissent la barière hémato-encéphatlique. → avantageux lorsqu’on doit traiter une méningite. d. Macrolides et lincosamides : inhibent le déplacement du ribosome su rl’ARNm. e. Oxazolidinones : AB qui décroche la S-U 50 S une fois qu’il y a un appariement de la synthèse bactérienne. C’est un AB assez dégueulasse mais c’est l’AB de la « dernière chance » dans les bactéries résistante. iii. Antimétabolites : Leur job est d’aller bloquer une voie métabolique qui existe chez les bactéries mais pas chez nous. Ces AB sont des analogues de structures compétitifs = ce sont des molécules chimiques qui ressemblent à un métabolites bactérien mais qui n’est pas exactement la même chose et qui empêche l’enzyme de fonctionner. Exp : dans la chaîne de synthèse des acides nucléique, il faut une enzyme qui transforme le PABA en acide dihydrofolique. C’est ce que la bactérie doit faire pour pour pouvoir synthétiser son ADN et son ARN. On va lui donner, à cette bactérie, un AB qui ressemble furieusement à ce PABA mais qui est un peu, chimiquement, différent. 103 LIKIN Salomé Bac 3 VT 2019-2020 La différence est subtile mais est bien là. Suite à cela, notre enzyme ne peut plus faire son job et donc la bactérie ne peut plus faire ses nucléotide, son ADN, elle ne peut plus se répliquer. Les sulfamidés empêche donc la formation de l’acide dihydrofolique qui est un précurseur du co-enzyme tétrahydrofolate nécessaire à la synthèse d’acide nucléiques. Ces AB ont un spectre relativement large mais ils ne tue pas la bactérie, ils l’empêche de se multiplier. Il existent d’autre AB qui joue aussi sur cette « ligne métabolique », l’un de ces AB est la triméthropime qui vient agir après la synthèse de l’acide dihydrofolic. Cela est intéressant parce qu’on va pouvoir associer ces 2 composés et avoir une synergie médicamenteuse = quand on prends 2 composés que l’on associe et qui fonctionne mieux que l’addition des 2 composés. → Un petit peu de A et un peu de B font autant qu’une grande quantité de A ou qu’une grande quantité de B. Pourquoi nous ne mourrons pas quand nous prenons cet AB ? Et bien parce que nous n’avons pas besoin de faire transformer le PABA en acide dihydrofolique via une enzyme. Parce que nous, nous sourçons notre acide follique dans notre alimentation. Les sulfamidés inhibe la synthèse d’acide folique et donc les nucléotides. On peut bénéficier d’une syngerie médicamenteuse. Dès lors, l’indice thérapeutique est élevé. Néanmoins, ces AB sont bactériostatiques. iv. Inhibiteurs de la polymérisation des acides nucléiques : Il ne faut pas retenir les spectres associés à chaque AB mais savoir que les quinolones sont des inhibiteurs de la synthèse des acide nucléiques. 104 LIKIN Salomé Bac 3 VT 2019-2020 a. Quinolones : ils inhibent l’ADN gyrase et la topoisomérase et perturbe donc la réplication et la réparation. b. Novobiocine : inhibe l’ADN gyrase. c. Nitroimidazole : Certain ne vont toucher que certain type de bactéries parce que ces bactéries anaérobes ont des ferrédoxines qui vont réduire ce composé. Cela va permettre sa fixation à l’ADN de la bactérie, ce qui va provoquer la cassure du double brin. d. La rifamycine : inhibe l’ARN polymérase bactérienne en la liant et bloque ainsi la transcription : on n’est plus dans la réplication mais dans la production de transcrits. L’ARN polymérase bactérienne étant différente de la notre, nous allons en bénéficier pour avoir un indice thérapeutique relativement élevé. v. La déstruction de la membrane bactérienne : a. Polymyxines : ces AB font un surfactant cationique qui vient intéragire avec une partie de notre LPS (molécule retrouvée dans la membrane externe des GRAM-) et vient s’y planter et la déstabiliser. Ex : la colistine a été fortement utilisé en médecine vétérinaire. Sauf qu’en 2015 il ya eu un gène de résistance à cet AB que l’on a trouvé sur un palsmide → cela veut dire que ce plasmide va pouvoir s’échanger entre les bactéries et il va donc pouvoir se retrouver dans des bactéries qui sont pathogènes chez l’homme. En plus de ça la colistine est un AB de dernier choix. On l’utilise chez les aptient lorsqu’on a pas d’autre solution. Donc ici ça pose quand même problème vu que les bactéries deviennet de plus en plus résistante. b. Tyrocidine : C’est un peu pareil mais ça ne touche pas les même bactéries. Ici ça touche la mb plasmique des GRAM + en formant un canal membranaire qui va détruire la bactérie. vi. ZnO : Pour éviter d’utiliser des AB, on a utilisé, en élevage porcin de l’oxyde de zinc pour prévenir la diarhée des procelet en post sevrage. On ne sait pas encore comment ça fonctionne mais on l’utilise beaucoup. Cela fonctionne bien mais relargue du Zn dans l’environnement donc c’est bani. 105 LIKIN Salomé vii. Bac 3 VT 2019-2020 Quelques petites définitions : • Les antibiotiques qui bloquent la croissance cellulaire rendent inefficaces ceux agissant sur les bactéries en division. Par exemple, on ne combine pas des sulfamidés (bactériostatique = empêche la division de la bactérie ) avec des β-lactamines (bactéricide) qui n’agissent que sur des bactéries en division. • A l’inverse, la synergie entre les β-lactamines et les aminoglycosides est utile parce que les 1ers facilitant l’entrée des 2nd. • En usage vétérinaire il faut faire attention aux résidus d’antibiotiques pouvant contaminer les produits d’origine animal (viande, lait, œuf, miel…). 5. Les agents antifongiques : Lorsqu’on traite contre des champignons ou des eucaryotes protozoaires, notre arsenal médicamenteux est souvent plus pauvre et moins efficace car ces formes de vie sont plus proche de nous. Il est donc difficile de trouver quelque chose qui a un indice thérapeutique. ➔ Nos AB ne sont pas utiles contre eux. 6. Les agents anti protozoaires : Indice thérapeutique généralement plus faible car ce sont des eucaryotes. Modes d’actions : • Synthèse des acides nucléiques. • Synthèse protéique. • Transport des électrons. • Synthèse de l’acide folique. • Autres 7. Facteurs influençant l’efficacité des agents antimicrobiens : L’AB pour qu’il fonctionne doit atteindre le site de l’infection sans être dégradé. Il faut donc faire attention et regarder si l’AB n’est pas dégradé, regarder sa cinétique de métabolisation, la voie d’administration va évidemment dicter par mal de chose. Il faut faire attention que certain tissus nécrosé ne sont pas perfusés par les capillaires sanguins. Dès lors, l’accès aux AB est moindre. 106