β-lactamines

Les β-lactamines, qui englobent les céphalosporines, les carbapénèmes, les pénicillines, les monobactamines et les céphamycines, sont considérées comme la classe d’antibiotiques la plus efficace découverte (Lewis, 2013). Les β-lactamines constituent une partie importante du traitement de l’exacerbation pulmonaire chez les patients atteints de mucoviscidose. La Ceftazidime, le méropénème, la flucloxacilline, la pipéracilline/taxobactame et l’aztréonam sont tous des thérapies β-lactamines couramment utilisées par les patients atteints de mucoviscidose., Les β-lactamines ont un mode d’action bactéricide qui perturbe la synthèse de la paroi cellulaire, en particulier le stade final de réticulation de la couche de peptidoglycane (Page, 2012; Tipper, 1979; Strominger et Tipper, 1965). Les β-lactamines présentent une activité étendue contre les bactéries gram-négatives et gram-positives (Holten et Onusko, 2000). Découverte en 1928 par Alexander Fleming, en 1940 la pénicilline a été le premier antibiotique à être produit à grande échelle et est accréditée pour avoir sauvé des millions de blessés pendant la Seconde Guerre mondiale. cependant, avant sa découverte, la première β-lactamase a été identifiée en 1940 dans E., coli (Abraham et Chain, 1940), qui a été contré par le premier inhibiteur de la β-lactamase (acide clavulanique) en 1976. L’acide clavulanique, avec l’amoxicilline, fait maintenant partie de L’Augmentin (Foulstone et Reading, 1982). Après la première β-lactamase, il y a eu de nombreux défis pour le succès des β-lactames. Les carbapénémases, classées dans la classe moléculaire B (métallo-β-lactamases), A ou D (sérine carbapénémases, également connues sous le nom d’oxacillinases) forment trois des quatre classes connues de β-lactamases (Miriagou et al., 2010). L’hôte des carbapénémases spécifiques varie en fonction de la classe., Les métallo-β-lactamases sont disséminées principalement chez P. aeruginosa, mais aussi chez Acinetobacter baumanii, Enterobaceriaceae et Klebsiella pneumonia (Queenan et Bush, 2007, Walsh, 2008). K. pneumonia est l’hôte le plus commun des carbapénèmes de classe A (Queenan et Bush, 2007), bien qu’on ait signalé sa présence chez d’autres espèces telles que Klebsiella oxytoca, Salmonella enterica, E. coli, Enterobacter et Pseudomonas (Queenan et Bush, 2007, Deshpande et al., 2006; Navon-Venezia et coll., 2006; Villegas et coll., 2007; Bennett et coll., 2009). Les Oxacillinases (classe D) sont courantes chez A., baumanii (Queenan et Bush, 2007). Plus récemment, l’émergence de la métallo-β-lactamase-1 de New Delhi en 2008, qui s’est depuis répandue dans le monde entier, a transformé des bactéries légèrement pathogènes en bactéries MDR mortelles (Rolain et al., 2010). La prévalence des métallo-β-lactamases chez P. aeruginosa est une préoccupation clinique importante étant donné l’importance de P. aeruginosa dans les exacerbations pulmonaires de la mucoviscidose. Les P. aeruginosa producteurs de métallo-β-lactamase ont montré une augmentation au cours des 10 dernières années et ont été impliqués dans la septicémie et la pneumonie (Kouda et al., 2009; Gutiérrez et coll., 2007; Pitout et coll.,, 2007; Lagatolla et coll., 2006). Les β-lactamases à spectre étendu (ESBL) présentent un autre défi pour le traitement des infections à gram négatif et sont la principale source d’infections acquises en milieu hospitalier et communautaire (Pitout et Laupland, 2008). Provenant principalement d’entérobactéries telles que les espèces E. coli et Klebsiella, les ESBL ont la capacité codée par plasmide d’hydrolyser le cycle β-lactame des oxy-imino-céphalosporines (céfotaxime, ceftriaxone et ceftazidime) et des monobactames (aztreonam; Bush et Jacoby, 2010; Dortet et al., 2012)., Les céphamycines (céfoxitine) et les carabapénèmes (imipénème et méropénème) conservent leur activité contre les bactéries productrices de BLSE. De manière rassurante, dans certains cas, les inhibiteurs de la β-lactamase tels que l’acide clavulanique et le tazobactam ont toujours la capacité d’inhiber les ESBL (Bush et Jacoby, 2010).

Il a été démontré que les espèces Bacteroides, Blautia et Faecalibacterium augmentaient dans une étude portant sur quatre adultes après un seul traitement antibiotique avec des β-lactamines telles que l’ampicilline, l’amoxicilline, la céfazoline et le sulbactam (Perez-Cobas et al., 2013; Monreal et coll., 2005)., Il a été démontré que ce profil bactérien est associé à des agents bactéricides, mais pas à des antimicrobiens bactériostatiques. L’augmentation observée chez les espèces Bacteroides et Parabacteroides peut s’expliquer par la présence d’un taux élevé de souches productrices de β-lactamase observé dans ces genres. De plus, les niveaux élevés de gènes identifiés par l’ACIA suggèrent que ces souches agissent comme des réservoirs pour les gènes de résistance aux antibiotiques et la présence fréquente du gène de la LCPE, qui est responsable de la production de céphalosporinases et de pénicillinases (Nakano et al., 2011; Wybo et coll., 2007). Morotomi et coll., (2011) ont également signalé une dominance du genre Enterococcus après un seul traitement antibiotique β-lactame. Adamsson et coll. (1999) montrent que par rapport à un traitement par macrolide (clarithromycine), un traitement par β-lactame a montré un impact écologique réduit, bien que toujours significatif, sur les populations anaérobies et moins d’émergence de souches résistantes après traitement. La perturbation réduite des populations anaérobies a également été notée par Stark et al. (1993). En outre, Perez-Cobas et coll., (2013) ont démontré les effets métaboliques des β-lactamines dans l’altération des acides biliaires, du cholestérol et des hormones par les bactéries intestinales. Ils ont montré une expression plus élevée des gènes liés au métabolisme énergétique pendant le traitement par β-lactame. Cela confirme l’hypothèse selon laquelle l’utilisation à long terme d’antibiotiques sape les relations mutualistes hôte-microbe.