Propriétés anti-adhérentielles des antibiotiques: mythe ou

réalité?

H. Carsenti-Dellamonica

Laboratoire Antibiologie Nice

Introduction

• Adhésion ( première étape )

• colonisation et/ou infection

• Bactérie adhérente– métabolisme ralenti– s ’entoure d ’exopolysaccharide slime

• Echec thérapeutique

Exemples• Infections chroniques

– Mucoviscidose : Ps.aeruginosa (alginate)– Caries dentaires– Infections osseuses

• Infections sur matériel– cathéters– prothèses orthopédiques, cardiaques– lentilles cornéennes

• Plans de travail industriels, hôspitaliers, habitats

Comment prévenir l’infection?

• Hôte: – anticorps antiadhésines – produits antiadhérentiels:analogues

structuraux des sites de liaison galactosamines, (xylitol, cranberry) .

– destruction des adhésines : dextranase ( endocardites) mais expérimental seulement

– probiotiques: remplacement par une flore commensale de barrière: effet de compétition et production locale d ’IgA

Comment prévenir l’infection?

Matériel : but diminuer l ’adhérence bactérienne– modifications de surface: augmenter

l ’hydrophilie– traitement des surfaces par

plasmaphérèse– molécules antiadhérentielles

Quel peut être le rôle des antibiotiques?

• Activité sur la bactérie:– bactériostatique ou bactéricidie

• activité antiadhérentielle– mécanisme : modification des structures de

surface de la bactérie : hydrophobicité, expression des récepteurs de la fibronectine

– mise en évidence par des concentrations au dessous de la CMI pour différencier de l ’activité antibiotique ( sub CMI)

Méthodes : Etudes in vitro (1)• Etudes in vitro

– Principe : adhésion des bactéries sur le matériel ( temps 2 à 6h < délai d ’action de l ’antibiotique) en absence et en présence de subCMI d ’antibiotique. Lavage pour éliminer les bactéries non adhérentes

– plaques révélation par colorimétrie– même méthodologie sur lentilles cornéennes,

ciments, polyméthylacrylate, cathéters Révélation par :numération bactérienne après décrochage des bactéries adhérentes

Méthodes: Etudes in vitro(2)

• Diminution de l ’hydrophobicité des bactéries par des subCMI d ’antibiotique– test au xylène

• Adhérence sur cellules épithéliales– cellules épithéliales– cultures cellulaires

Résultats : macrolides

Molécule Bactérie Modèle Résultats RéférencesErythromycine St. Pneumoniae Erythro R C. épithéliales Diminué Lagrou K.JAC 2000 , 46 (3) 717-23

St. sobrinus xyléne Diminué Heredia, Rev. Esp. Quiioter, 1999,12(3): 255-63Clindamycine S. aureus ciments Diminué Carsenti H. Sofcot 2002Azithromycine Ps . aeruginosa Cellules Diminué 70% Vranes,J. Chemother, 2000, 12(4),280-5

Ps . aeruginosa Plaques Diminué Baumann,2001,Infection ,29(1)7-11Chlarithromycine St. Pneumoniae C .épithéliales Diminué Ferrara, Int. J. Antimicrob. Agents,2001,17(5);401-5

H.influenzae DiminuéS. aureus DiminuéK. pneumoniae Inactivité

Résultats bétalactamines

Molécule Bactérie Modèle Résultats RéférencesAmoxicilline St. sobrinus xyléne Diminué Heredia, Rev. Esp. Quiioter, 1999,12(3): 255-63

Céfépime Ps . aeruginosa C .épithéliales Diminué 60% Ferrara, Int. J. Antimicrob. Agents,2001,17(5);401-5Cefsulodine Ps . aeruginosa Plaques+ fibronectineDiminué Martino,2001 Chemotherapy, 47 (5),344-9Céfamandole S.aureus, epidermidis Plaques Diminué 50% SA ,SE CarsentiEur J. Clin. Microbiol. Infect. Dis1992,111732-6Céfuroxime S.aureus, epidermidis Plaques Diminué SE seul CarsentiEur J. Clin. Microbiol. Infect. Dis1992,111732-6Cefotaxime Acinetobacter baumanii xyléne Diminué Hostacka Cent Eur. J. public Health 2000,8(3), 164-6

Vancomycine S.aureus, epidermidis Plaques Inactivité Carsenti AAC 1993,37(4); 921-3Vancomycine S.aureus, Plaques Inactivité Shilb Rev. Infect. Dis 1987;9(4),704-12Teicoplanine S.aureus, epidermidis Plaques Diminué Carsenti AAC 1993,37(4); 921-3Teicoplanine S.aureus, St.pneumoniae cellules Diminué SP, 0 =rSA Ferrara, Int. J. Antimicrob. Agents,2001,17(5);401-5

Résultats Quinolones

Molécule Bactérie Modèle Résultats RéférencesPefloxacine S.aureus, epidermidis Plaques Diminué Carsenti Path. Biol. 1991,39(3);414-22Pefloxacine Serratia marcescens xylène Diminué +++ Majtan Epidemiol Mikrobiol Immunol 2001,50(1); 26-30Ciprofloxacine E. coli stent Diminué Leung Gastrointest. Endosc.2001, 53(4); 431-7Ciprofloxacine Ps. Aeruginosa cellules Diminué 60% Ferrara, Int. J. Antimicrob. Agents,2001,17(5);401-5Ciprofloxacine Serratia marcescens xylène Diminué +++ Majtan Epidemiol Mikrobiol Immunol 2001,50(1); 26-30Ciprofloxacine S.aureus Fibronectine polymerAugmentation SAMRFQ Bisognano AAC 2000, 44(8), 1428-37Norfloxacine Y. pseudotuberculosiscellules Variable Shubin Antibiotics chemother. 2000Norfloxacine Serratia marcescens xylène Diminué Majtan Epidemiol Mikrobiol Immunol 2001,50(1); 26-30Enoxacine Serratia marcescens xylène Diminué Majtan Epidemiol Mikrobiol Immunol 2001,50(1); 26-30Sparfloxacine S.aureus, St. Pneum cellules Diminué Ferrara, Int. J. Antimicrob. Agents,2001,17(5);401-5

H. influenzae Inactivité

Résultats Aminosides, Antifungiques

Molécule Bactérie Modèle Résultats RéférencesGentamicine S. epidermidis lentilles Diminué Abu el-Asrar Eye 2000, 14(2),225-30Gentamicine Acinetobacter baumanii xyléne Inactivité Hostacka Ceska Slov Farm,2000;49(1) 41-4Gentamicine Ps . aeruginosa cellules Inactivité Di Martino Chemother 2001 47(5);344-9Netilmicine Serratia marcescens xyléne Diminué Majtan Epidemiol Mikrobiol Immunol 2001,50(1); 26-30Netilmicine K. pneumoniae cellules Diminué 40% Ferrara, Int. J. Antimicrob. Agents,2001,17(5);401-5Amikacine Vibrio vulnificus xyléne Diminué Farzam Chemotherapy 2001, 47(3);184-93

Molécule Bactérie Modèle Résultats RéférencesNystatine Candida sp. acrylique Diminué variable souche Egusa Chemotherapy 2000, 46(4); 267-74Amphotericine B Diminué variable souche

Résultats in VIVO

• Cathéters implantés en intrapéritonéal chez souris

• Prétraitement du SA péfloxacine S et SA péfloxacine R par CMI/4 de péfloxacine 6h

• Infection 24h après implantation des cathéters

Infection des cathéters Prétraitement SA par CMI/4 P

Infections systémiques

Infection des cathéters SA Péfloxacine R prétraité par

CMI/8

Matériaux recouverts d ’antibiotiques

• But :

utiliser les propriétés antiadhérentielles

ainsi que les propriétés bactéricides des AB

– Empêcher la fixation de la bactérie – Elimination rapide des bactéries non fixées

A- Matériel plastique recouvert de P

• -Résultats in vitro

Bactéricidie de l ’oxacilline libérée de morceaux de cathéters

Adhesion on microplates: contact of strain and plates is done during2 to 6h than plates are rinced to eliminate non adherent bacteriaColoration reveal the adherent bacteria

Non adherent

adherent

Prevention of adherence by antibiotic coated on the surface

Impact sur la résistance (1)

• Pouvoir sélectionnant des FQ:

de 10-7 10 -10: sélection sur des inoculums bactériens élevés.

Etudes in vivo ont montré que r apparaît si inoculum bactérien > 10 5 CFU/ml

• Dans les infections sur matériel, on sait que l ’inoculum bactérien est faible mais que le matériel favorise, par sa présence, l ’infection

Impact sur la résistance (2)

• Dans le cas présent: relarguage rapide et inoculum faible: impact sur la R faible

• subCMI d ’antibiotique peuvent sélectionner des mutants R

• Dans le cas des billes de gentamicine: relarguage long (plusieurs années) , à faibles concentrations: mise en évidence de sélection de SEGenta R

Résultats in vivo :

• 1-Cathéters: modèle souris . Implatation de cathéters recouverts ou non de péfloxacine en intrapéritonéal. Infection des souris et mesure des taux d ’infection

Taux d ’infection des cathéters recouverts ou non de

Péfloxacine

Cinétique de libération de la péfloxacine par les cathéters et

dans les tissus avoisinants

Infections systémiques des souris fonction de cathéters recouverts ou

non de péfloxacine

2-Prothèses de genou en silicone recouvertes ou non

de péfloxacine ( modèle lapin AC Cremieux)

• Etude randomisée en aveugle• Prothèses en silicone recouvertes ou non de

Pefloxacine• 107 CFU of MSSA 17548 injecté dans le genou• 24h après l ’infection : numération des bactéries

adhérentes sur la prothèse et dans l ’os adjacent

Implant and bone infection of pefloxacin coated joint prosthesesafter 24h injection of SA compared to controls ( non coated )

P-implant0123456

P-implant

Cadherent

bacteria bone

infection

P-implant0123456

P-implant

C

B- Matériel métallique

Résultats in vitro

Bactéricidie de péfloxacine libérée de pastilles métalliques

Résultats in vivo

• Souris: implantation en juxta osseux sur tibia de pastilles métalliques recouvertes ou non de téicoplanine ou de péfloxacine.

• Infection par SA

Conclusion

• Les antibiotiques ont des propriétés antiadhérentielles variables selon les molécules et les souches.

• Ces propriétés devraient permettre une prévention des infections sur matériel: cathéter et prothèses

• Un essai randomisé sur matériel d ’ostéosynthèse dans les fractures du col du fémur permettra d évaluer l ’intérêt du recouvrement de surface par les antibiotiques