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TRANSCRIPT
Physiopathologie des infections osseuses chroniques(biofilm, persistance intra-cellulaire)
JP BruMaladies Infectieuses
Centre Hospitalier Annecy Genevois
Bactérie
Os / matériel HôteRéponse immune
InoculationInfection aiguëDestruction osseusePersistance bactérienne
InoculationInfection aiguëDestruction osseusePersistance bactérienne
Comportement bactérien
Conséquences pour infections osseuses / sur matériel
(évolutives et thérapeutiques)
1/ Adhérence etorganisations bactériennes
2/ Variants microcolonies
3/ Persistance intra cellulaire
Microcolonies formant biofilm identifiées :• 3.3–3.4 milliard d’années South African Kornberg formation• 3.2-milliard d’années deep-sea hydrothermal rocks of the Pilbara Craton, Australia
Adhérence
Cécile Berne NATURE Reviews | Microobiologyvolume 16 | OCTOBER 2018 | 617
Gristina AG: Science 237:1588-1595, 1987
Adhérence
Cécile BerneNATURE Reviews | Microobiologyvolume 16 | OCTOBER 2018 | 617
Adhérence & organisation bactérienne
Interaction hydrophobiqueForces électrostatiquesForces de Van der Wals
Fibrinogènefacteur de WillbrandPlaquettes prothrombine
Adhérence & organisation bactérienne
European cells & Materials Vol 8 2004 p 37-57
Formation du biofilm
European cells & Materials Vol 8 2004 p 37-57
Formation du biofilm
European cells & Materials Vol 8 2004 p 37-57
polysaccharide intercellular adhesion (PIA) exopolysaccharide,proteins such as accumulation-associated protein (Aap)extracellular matrix binding protein (Embp),teichoic acids, extracellular DNA (eDNA).Channels in the biofilm are formed by Phenol-soluble modulins (PSMs),
Matrice du biofilm
Front. Microbiol. February 2018 | Volume 9 | Article 359
Nature reviews microbiology 2004
• Apporte un environnement stable pour la pousse bactérienne • Favorise les échanges entre bactéries• Stabilise la colonie bactérienne à la surface du substrat
Biofilm rôle
D’après Keith Kasnot, Scientific American 2001
Résistance auxagressions physicochimique
Micro colonies - BiofilmCommunauté bactérienne
• Apporte un environnement stable pour la pousse bactérienne • Favorise les échanges entre bactéries• Stabilise la colonie bactérienne à la surface du substrat• Protège d’une grande variété d’agressions possibles:
• Exposition aux UV• toxicité du métal • exposition acide • Déshydratation• substances toxiques
Biofilm rôle
D’après Keith Kasnot, Scientific American 2001
Résistance auxagressions physicochimique
Protection contre les mécanismes de l’immunité
Micro colonies - BiofilmCommunauté bactérienne
Front. Microbiol. February 2018 | Volume 9 | Article 359
Biofilm et immunologie
D’après Keith Kasnot, Scientific American 2001
Résistance auxagressions physicochimique
Modifications ducomportement bactérien
Protection contre les mécanismes de l’immunité
Micro colonies - BiofilmCommunauté bactérienne
Biofilm modification du comportement bactérien. Phase stationnaire de croissance
Ralentissement métabolique
A. F. Widmer, The Journal of Infectious Diseases 1990;162:96-102
Biofilm modification du comportement bactérien. Phase stationnaire de croissance
A. F. Widmer, The Journal of Infectious Diseases 1990;162:96-102
Staphylococcus epidermidis B3972 Producteur de Slime.
CroissanceLogarith-mique
Croissancestationnaire
ATBContrôle
ATBContrôle
Nature /scientific report2016 DOI: 10.1038/srep29707
Biofilm modification du comportement bactérien. Phase stationnaire de croissance
Infection de matériel étranger Efficacité des antibiotiques. Modèles animaux
Efficacy of Daptomycin inImplant-Associated Infection Due to Methicillin-ResistantStaphylococcusaureus : Importance of Combination with Rifampicin
Antimicrob. Agents Chemother,July 2009, p. 2719–2724
*P 0.05; **P 0.01; ***P 0.001.
Infections de Prothèsesarticulaires à S. aureus.Efficacité selon les ATB
E Senneville Clinical Infectious Diseases 2011;53(4):334–340
Infections de Prothèses articulaires à S. aureus. Efficacité selon les ATB
Rifamp - Fluoroquinolone
Autres antibiotiques
p.003
98 Pts
Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery oct 2017 doi10.1007/s00402-018-2886-0
ATB actif dans biofilm
Pas d’ ATB actif dans biofilm
Infections de Prothèses articulaires. Efficacité selon les ATB
163 Pts
Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery oct 2017 doi10.1007/s00402-018-2886-0
Infections de Prothèses articulaires. Efficacité selon les ATB
ATB actif dans biofilmPas d’ ATB actifdans biofilm
1/ Adhérence etorganisations bactériennes
2/ Variants microcolonies
3/ Persistance intra cellulaire
Small Colony Variants
Nat Rev Microbiol 2006(4)295
Small Colony Variants
Nat Rev Microbiol 2006(4)295
Déficit en transport d’électronAltération de synthèse de medianone& hémine
Déficit en biosynthèse de thymidine
Phénomène d’adaptation auxotrophique
Small Colony Variants
Nat Rev Microbiol 2006(4)295
S. Aureus normalSCV SCV
Modifications phénotypiques
Small Colony Variants
Nat Rev Microbiol 2006(4)295
Petites colonies
Pousse lente
Activité oxydatives / métaboliques
Capacités d’adhérence
Production de certains facteurs de virulence
Small Colony Variants
Sendi Clinical Infectious Diseases 2006;43:961–7
Petites coloniesPousse lenteActivité oxydatives / métaboliquesCapacités d’adhérenceProduction de certains facteurde virulence
fibroblastes
SCVFacilitation de la persistance intracellulaire
Uprégulation des gènes de persistance
Uprégulation des gène de formation du biofilm
Small Colony VariantsPetites coloniesPousse lenteActivité oxydatives / métaboliquesCapacités d’adhérenceProduction de certains facteurde virulence
Uprégulation des gènes de persistance
Uprégulation des gène de formation du biofilm
Small Colony Variants
Small Colony Variants relation avec les antibiotiques
Résistance par mécanisme spécifique décrite pour fluoroquinolones, aminosides, Co trimoxazole
Induction de formation de SCV par exposition àCo-trimoxazole, fluoroquinolone
Small Colony Variants Sensibilité AntibiotiquesClinical Characteristics and Outcomes of Prosthetic Joint Infection Caused by Small Colony Variant Staphylococci
Tande et al Mbio 2014
Small Colony Variants Sensibilité Antibiotiques
10 souches S.aureus Paires de SCV & souche parentAAC2018 62 Issue 4
cc
Small Colony Variants Sensibilité Antibiotiques
10 souches S.aureuscPaires de SCVc& souche parentAAC2018 62 Issue 4
Small Colony Variants conséquences IOA
Tande et al Mbio 2014
Tande et al Mbio 2014
Tande et al Mbio 2014
P 0.51
Remplacement prothétique en 2 temps 100 % des patients
Small Colony Variants : bactéries pour lesquelles des phénotypes SCV ont été décrits
Staphylococcus aureusStaphylococcus coagulase négativePseudomonas aeruginosaE. coli,N. GonorrhoeaeS. Typhimurium ShigellaProteus sp., Klebsiella pneumoniae, Providencia stuartii, Enterobacter cloacae, S. marcescens, Citrobacter freundii
1/ Adhérence etorganisations bactériennes
2/ Variants microcolonies
3/ Persistance intra cellulaire
Microcolonies formant biofilm identifiées :• 3.3–3.4 milliard d’années South African Kornberg formation• 3.2-milliard d’années deep-sea hydrothermal rocks of the Pilbara Craton, Australia
Persistance intracellulaire
Internalisation dans les cellules non phagocytaires
Persistance intracellulaire
Échappement du compartiment intra cellulaire
Persistance intracellulaire
Internalisation dans les cellules non phagocytaires
FibroblastesCellules endothélialesOstéoblasteskératinocytes
Frontiers in Cellular and Infection MicrobiologyApril 2012 | Volume 2 | Article 43 | 1
Persistance intracellulaire
Frontiers in MicrobiologyJuly 2017Volume 8 | Article 1354
C vivantes
C mortes
Persistance intracellulaire
Frontiers in Microbiology July 2017 Volume 8 | Article 1354
SCV
Persistance intracellulaire
Frontiers in Microbiology July 2017 Volume 8 | Article 1354
Échappement du compartimentintra cellulaire
Persistance intracellulaire
Rat boneInoculation 106 osteoblasts infectedwith 106 CFU intra- cellular S. aureus
Day 21
106 CFU/mL
Persistance intracellulaire Antibiotiques actifs
F. Valour Antimicrob Agents Chemother 201559:2029 –2036.
Antimicrobial Activity against Intraosteoblastic Staphylococcus aureus
Inoculum intraostéoblastique
1/ Adhérence etorganisations bactériennes
2/ Variants microcolonies
3/ Persistance intra cellulaire
Merci de votre attention