Adaptation de Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline dans le traitement de la vancomycine

Adaptation de Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline dans le traitement de la vancomycine

Au cours des dernières décennies, la vancomycine a été la pierre angulaire du traitement contre les infections sévères à Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline. Ce rôle est de plus en plus remis en question par l’efficacité des anti-infectieux provoqués par les glycopeptides-S aureus. isolats S aureus intermédiaires et isolats S aureus résistants à la méthicilline cliniques, obtenus chez des patients recevant de la vancomycine pour le traitement de la bactériémie, nous avons trouvé que la perte de fonction de l’opéron régulateur peut conférer un avantage de survie à S aureus sous pression de sélection de la vancomycine , en particulier dans les souches avec le génotype accessoire du groupe II génotype Autres avantages dans un contexte nosocomial peuvent inclure l’amélioration de la formation de biofilm et la promotion des changements physiologiques favorisant la colonisation Nous concluons que la perte de la fonction de régulateur de gène accessoire dans S aureus méthicillinorésistant pourrait, en partie , expliquent la diminution de l’efficacité de la vancomycine dans le traitement de la bactériémie à S aureus résistante à la méthicilline, soulignant ainsi la nécessité de réévaluer les critères de sensibilité à la vancomycine

Ces dernières années, la résistance aux antimicrobiens de Staphylococcus aureus a posé de grands défis aux cliniciens traitant les infections graves, en particulier les infections endovasculaires, par exemple, l’endocardite infectieuse, pour laquelle la thérapie bactéricide est cruciale pour un résultat clinique réussi . La prévalence de SARM S aureus résistant à la méthicilline dans les infections nosocomiales et acquises en communauté L’efficacité de la vancomycine, longtemps considérée comme le premier choix pour de telles infections, est limitée par des effets bactéricides lents, une efficacité réduite contre les infections par des souches de S aureus GISA intermédiaires glycopeptidiques [, -], et l’émergence récente de souches entièrement résistantes aux glycopeptides, médiées par vanA Le phénotype GISA est quelque peu unique, comparé aux phénotypes associés à la résistance à d’autres agents antibactériens, car il semble être le résultat de changements métaboliques globaux affectant la synthèse de la paroi cellulaire, réticulation, et la structure globale [,,,] Nous renvoyons les lecteurs à plusieurs excellentes critiques qui offrent des descriptions détaillées du métabolisme des parois cellulaires dans GISA [,,] L’instabilité du phénotype GISA en l’absence de pression sélective glycopeptide a fait la caractérisation des mutations génétiques conduisant au phénotype GISA difficile Nos études examinant comment les souches de SARM s’adaptent sous la pression de sélection de la vancomycine ont commencé par observer que toutes les souches de GISA disponibles n’étaient pas capables d’hémolyser le sang de mouton. Des souches progénitrices étaient disponibles, la perte d’hémolyse semblait être en corrélation avec l’émergence d’une hétérorésistance accrue de la vancomycine. Dans d’autres cas, les souches hétérogène et progénitrices de vancomycine ne démontraient pas l’hémolyse du sang de mouton. un site potentiel de mutation ou de répression en amont sous vancomycine pression d’ions

L’AGR Operon

L’opéron de S aureus est un régulon global clé qui coordonne de nombreuses voies de virulence critiques La structure de l’opéron et l’interrelation des différents produits géniques de l’opéron sont montrées dans la figure Pour une description complète de ce circuit régulateur complexe, nous renvoyons le lecteur à plusieurs articles du groupe de Richard P Novick, qui a contribué à la découverte et à la caractérisation de cet opéron Bref, la transcription au locus agr est conduite par les promoteurs divergents P et P, dont le premier la transcription d’AgrA, AgrB, AgrC et AgrD, et dont la fonction est de produire les produits géniques nécessaires pour activer le circuit via l’assistance de SarA Cependant, c’est la transcription à P qui produit l’ARN III, la molécule effectrice dans la régulation transcriptionnelle gènes

Figure Vue grandDownload slide Structure et fonction du locus agr régulateur de gène accessoire de Staphylococcus aureus La transcription au promoteur P conduit à la production de RNAII, qui code pour les produits géniques: AgrB, AgrD, AgrC, et AgrA AgrC est le récepteur histidine kinase, et AgrA est le régulateur de réponse d’une voie de transduction du signal -composant Cette voie est induite par un peptide auto-induisant l’octapeptide cyclique modifié post-traductionnellement [AIP] qui est traité à partir du produit du gène AgrD et sécrété dans l’espace extracellulaire via la protéine transmembranaire -kDa, Activation AgrB de le circuit par la liaison de l’AIP à AgrC conduit à la phosphorylation d’AgrA, qui, avec l’aide de SarA, aboutit à la production de RNAIII, la molécule effectrice qui module la transcription de nombreux gènes, y compris les facteurs de virulence RNAIII est également traduite en delta l’hémolysine; par conséquent, l’activité delta-hémolysine peut servir de marqueur pour la production de RNAIII Reproduit de Lyon et al avec la permission de la National Academy of SciencesFigure View largeTélécharger la diapositive Structure et fonction du régulateur de gène accessoire locus agr de Staphylococcus aureus Transcription au promoteur P résulte en la production de RNAII, qui code les produits géniques: AgrB, AgrD, AgrC, et AgrA AgrC est le récepteur histidine kinase, et AgrA est le régulateur de réponse d’une voie de transduction de signal -composante Cette voie est induite par un octapeptide cyclique posttranslationnellement modifié peptide autoinducteur [AIP] qui est traité à partir du produit du gène AgrD et sécrété dans l’espace extracellulaire via la protéine transmembranaire-kDa, AgrB Activation du circuit par la liaison de l’AIP à AgrC conduit à la phosphorylation d’AgrA, qui, avec l’aide de SarA, se traduit par la production de RNAIII, la molécule effectrice qui module la transcription de nombreux gènes, en les facteurs de virulence cluding RNAIII est également traduit en delta-hemolysin; par conséquent, l’activité delta-hémolysine peut servir de marqueur pour la production de RNAIII Reproduit de Lyon et al avec la permission de la National Academy of SciencesEn règle générale, l’activation de l’opéron induit la production de facteurs de virulence sécrétés, par exemple hémolysines, ex., exoprotéines et exotoxines et diminue la production de facteurs de virulence associés aux cellules, p. ex., les adhérences Les souches de S aureus inactivées par l’inactivation insertionnelle, la mutation ou la régulation négative en amont devraient présenter une diminution de l’expression de l’hémolysine molécule de agr est ARN III, qui, en plus de son rôle de facteur de transcription, peut être traduit en protéine delta-hémolysine. L’activité de agr dans une souche de S aureus donnée peut être dosée quantitativement en mesurant les niveaux d’ARN III taux de protéines de l’hémolysine par chromatographie ou, plus qualitativement, en observant l’activité de la delta-hémolysine sur la gélose au sang de mouton Delta-hémolysine l’activité peut être mesurée comme une hémolyse augmentée en présence de bêta-hémolysine. Par conséquent, strier une souche S aureus à proximité mais sans toucher une souche bêta-hémolysine-hyperproductrice telle que la souche bien caractérisée S aureus RN peut servir comme une mesure brute de l’activité agr En outre, il est important de noter que, pour les besoins de cette discussion, le groupe de gènes agr démontre un polymorphisme dans la région agrB-DC, qui définit les groupes agr majeurs dans S aureus, appelés groupes agr I-IV AgrD est transformé en un peptide auto-inducteur cyclique qui sert à réguler à la hausse l’opéron lorsqu’il se lie au récepteur histidine kinase AgrC du même groupe agr. Cependant, en général, AgrD inhibe l’opéron lorsqu’il est lié à AgrC d’autres groupes de [S] aureus de groupes spécifiques ont été fortement associés à certaines caractéristiques cliniques. Par exemple, des souches de S aureus du groupe IV ont été associées à la production d’exfoliatoxines, Les aureus dans le groupe III étaient traditionnellement associés au syndrome de choc toxique menstruel et incluent maintenant les souches américaines de SARM acquises aux États-Unis Les isolats d’endocardite sont généralement des sous-types du groupe I ou II. Jusqu’à récemment, l’agr était considéré presque exclusivement comme un mécanisme de détection du quorum régulant les facteurs de virulence staphylococcique. Cependant, il ressort clairement de l’étude de Dunman et al que l’agr est un régulon global des diverses voies métaboliques et de l’expression de l’autolysine, en plus de ses effets sur la régulation de la virulence

Fonction De AGR Dans Gisa Et Des Isolats Sériens Des Patients Traités Avec De La Vancomycine

Nous avons déterminé l’activité delta-hémolysine sur des plaques de gélose au sang de mouton comme mesure de la fonction agr des isolats sanguins de SARM en série provenant de patients traités par vancomycine. De plus, nous avons dosé la delta-hémolysine dans plusieurs isolats cliniques de GISA. figure: la souche RN est striée horizontalement sur la figure A et la figure E est un isolat de S aureus agr positif positif au groupe II et à la méthicilline qui sert de témoin positif, et la souche RN striée horizontalement dans la figure B est une souche knockout RN qui sert de contrôle négatif Notez que l’inactivation de l’opéron agr a entraîné un manque complet d’expression de l’hémolysine dans RN Cependant, parce que l’expression des hémolysines-alpha et -beta est sous le contrôle de multiples facteurs, en plus de l’agr, nous utilisons activité de delta-hémolysine en tant que marqueur de substitution de la GISA de la fonction agr et de différentes souches de GISA hétérorésistantes striées horizontalement dans les figures C, D, F et G n’exprime pas l’activité delta-hémolysine, mesurée par hémolyse à proximité d’une ligne verticale de RN, un hyperproducteur de la bêta-hémolysine

Figure Vue largeTélécharger la diapositiveProduction de delta-hémolysine, comme mesure de la fonction agr régulatrice du gène accessoire, des glycopeptides-intermédiaires Staphylococcus aureus isolats GISA La strie verticale dénote la souche RN, qui, en raison de son hyperproduction bêta-hémolysine, permet l’augmentation delta- activité hémolysine et inhibition de l’activité alpha-hémolysine de l’isolat A et E, RN est le témoin agr II positif, RN est le knockout agr II, contrôle négatif C, A est une souche GISA de Boston D, HIP est un La souche GISA de New Jersey F, Mu est une souche GISA hétérorésistante du Japon G, Mu est une souche GISA du Japon H et I, l’activité Delta-hémolysine d’isolats cliniques d’endocardite S aureus résistante à la méthicilline séquentielle: H, A a été obtenue à partir de sang avant traitement par la vancomycine I, A a été obtenu à partir du tissu valvulaire après des jours de traitement par la vancomycine et est une souche GISA hétérorésistante Reproduit de Sakoulas et al avec la permission de l’American Society for Microbi ologieFigure View largeTélécharger la diapositiveProduction de delta-hémolysine, comme mesure de la fonction agr régulatrice du gène accessoire, des glycopeptides intermédiaires Staphylococcus aureus GISA isolats La strie verticale dénote la souche RN, qui, en raison de son hyperproduction bêta-hémolysine, permet l’augmentation de delta-hémolysine activité hémolysine et inhibition de l’activité alpha-hémolysine de l’isolat A et E, RN est le témoin agr II positif, RN est le knockout agr II, contrôle négatif C, A est une souche GISA de Boston D, HIP est un La souche GISA de New Jersey F, Mu est une souche GISA hétérorésistante du Japon G, Mu est une souche GISA du Japon H et I, l’activité Delta-hémolysine d’isolats cliniques d’endocardite S aureus résistante à la méthicilline séquentielle: H, A a été obtenue à partir de sang avant traitement par la vancomycine I, A a été obtenu à partir de tissu valvulaire après des jours de thérapie à la vancomycine et est une souche GISA hétérorésistante Reproduit de Sakoulas et al avec la permission de l’American Society for Mi crobiologySur le côté droit de la figure sont présentés des isolats sanguins séquentiels: Une figure H et A figure IA est une souche de SARM isolée de la circulation sanguine d’un patient avec une endocardite de la valve aortique A est une souche MRSA cultivée à partir du tissu valvulaire du même patient après PFGE On peut constater qu’il n’y a pas d’activité d’hémolyse sur les plaques de gélose au sang de mouton de l’isolat tardif A, qui est apparu après un traitement prolongé à la vancomycine. Il y a un net changement vers l’hétérorésistance de la vancomycine dans A montré dans le chiffre d’analyse de population de vancomycin La MIC de vancomycin a augmenté de μg / mL dans A à μg / mL dans A La présence d’une sous-population dans A qui se développe aux concentrations de vancomycin & gt; μg / mL caractérise cette souche comme GISA hétérorésistante, contrairement au progéniteur A Nous avons séquencé l’opéron agr de ces souches et avons déterminé qu’une mutation de perte de fonction dans A dans agrA explique la perte de la fonction agr

Figure Vue largeDownload analyse de populations d’isolats de Staphylococcus aureus résistants à la méthicilline résistants à la méthicilline chez un patient présentant une endocardite valvulaire aortique A est la souche initialement isolée de l’isolat sanguin du patient A est la souche isolée du tissu valvulaire du patient après traitement par vancomycine L’analyse de population d’isolats de Staphylococcus aureus résistants à la méthicilline résistants à la méthicilline retrouvés chez un patient présentant une endocardite valvulaire aortique A est la souche initialement isolée de l’isolat sanguin A du patient qui est la souche isolée du tissu valvulaire du patient après administration de vancomycine Nous avons constaté qu’une perte d’activité delta-hémolysine coïncidait avec le développement de l’hétérorésistance des glycopeptides dans d’autres séries d’isolats de MRSA Nous ne connaissons aucun isolat clinique de GISA qui exprime la delta-hémolysine Cependant, notre séquençage de l’opéron agr de severa l GISA n’a pas démontré de mutations majeures pouvant expliquer la perte de fonction Nous supposons que la suppression de la fonction agr peut se produire par des régulateurs en amontDepuis la publication de notre rapport initial, une diminution de l’activité agr sous pression de sélection des glycopeptides a été rapportée par d’autres chercheurs. a rapporté une réduction de% de l’expression de RNAIII dans GISA sélectionné à partir d’un modèle d’infection MRSA de cage tissulaire chronique de rat après traitement avec la teicoplanine Adhikari et al ont noté une perte complète de transcription de RNAIII après sélection de GISA in vitro. , il n’y avait aucune mutation identifiée dans l’opéron agr, mais l’expression de sigB a été augmentée Le phénotype choisi du modèle animal a semblé instable, parce qu’un révertant sensible aux glycopeptides a été identifié avec l’expression RNAIII partiellement restaurée Il a été spéculé que la fonction agr peut avoir été supprimé par les régulateurs en amont, tels que sigB, dans ces instanc en l’absence de mutations détectables de perte de fonction

Gisa et le génotype AGR Group II

Notre séquençage du locus agr de différentes souches GISA et hétérologues GISA a été complété presque simultanément avec la publication du génome complet de Mu, la première souche clinique GISA, qui a révélé que toutes les souches appartenaient au groupe agr II A l’époque Cette étude a été considérée comme une découverte remarquable, car les souches de S aureus du groupe II étaient considérées comme représentant la minorité d’isolats cliniques, bien qu’une évaluation systématique de l’agrotypage parmi les souches cliniques de SARM et de S aureus sensibles à la méthicilline du monde entier Notre évaluation subséquente des isolats de SARM des hôpitaux américains a montré que la majorité appartenait au groupe agr II, une constatation confirmée par d’autres chercheurs Bien que cette diffusion clonale apparente des souches du groupe agr II soit inattendue, il semble subsister une variabilité considérable. leur prévalence dans différents hôpitaux; nous avons constaté que, dans un centre médical, la majorité appartenait au groupe III GS, VF Fowler, et V Meka, observations non publiées. En outre, les isolats SARM de l’Europe et des États-Unis SARM communauté reflètent le groupe agr I Il semblerait que la découverte d’un génotype du groupe agr II prédominant dans les isolats GISA des États-Unis reflète la population de SARM dont ces souches ont émergé. Nous savons que le génotype du groupe agr II n’est pas une condition préalable au phénotype GISA. , une souche d’aureus aureus bien caractérisée, peut être testée in vitro pour sélectionner GISA Nous rappelons que, dans notre laboratoire, MRSA COL n’exprime pas la delta-hémolysine. En outre, des souches cliniques GISA du groupe I ont émergé en Europe [ ] Cependant, il est raisonnable de se demander si c’est une coïncidence si le GISA est apparu pour la première fois dans le groupe II de S aureus, un génotype précédemment considéré comme représentant une minorité d’isolats cliniques.

Évaluation des souches prototypes et des knockouts AGR représentant différents groupes AGR

Comme discuté ci-dessus, plusieurs études ont maintenant décrit une diminution de l’activité agr dans les souches de S aureus récupérées après une exposition à des glycopeptides in vitro et in vivo. knockouts et leurs souches parentales agr fonctionnelles qui étaient disponibles à partir d’autres études [,,] Nous n’avons trouvé aucune différence dans les susceptibilités à la vancomycine, soit par l’évaluation des CMI ou par analyse de population, entre les paires agr-positives et agr-knockout RNb / RN Cependant, après avoir cultivé des organismes dans des milieux de bouillon contenant des concentrations subinhibitrices de vancomycine de – μg / mL, nous avons observé un glissement vers l’hétérorésistance de la vancomycine, qui était très souche knockout du groupe II RN, alors que peu de différence a été observée avec les souches du groupe I ou du groupe IV Les analyses de population de ces souches s avant et après la croissance des concentrations subinhibitrices de la vancomycine sont représentés sur la figure

Figure Vue largeDownload slideVancomycin analyse de la population des souches prototypes agr gène régulateur et des souches knock-out agr avant et après croissance V en μg / mL vancomycine A, RN est la souche groupe agr I, et RN est la souche knock-out B, RN est le groupe agr La souche II, RN est la souche knockout C, RN est la souche du groupe agr IV, et RN est la souche knock-out Reproduit de Sakoulas et al Figure Voir grandDownload slideVancomycin analyse de la population des souches prototypes de gène régulateur agr et des souches knockout avant et après croissance de V en μg / mL de vancomycine A, RN est la souche du groupe agr et RN est la souche knockout B, RN est la souche du groupe agr II et RN est la souche knockout C, RN est la souche du groupe agr IV , et RN est la souche knock-out Reproduit de Sakoulas et al Les tentatives pour obtenir des dérivés de GISA en passant en série ces souches par des concentrations progressivement plus élevées de vancomycine ont été couronnées de succès seulement pour la souche knock-out agr II N RN a été capable de se développer dans un bouillon contenant jusqu’à μg / mL de vancomycine Aucune des autres souches n’a été capable de se développer dans du bouillon contenant des & gt; μg / mL vancomycin L’analyse de population de RN-GISA, par rapport à ses progéniteurs isogéniques, est montrée dans la figure

Figure Vue largeDownload analyse de population de souches de laboratoire sensibles à la méthicilline Staphylococcus aureus RN est un régulateur de gène accessoire agr groupe II type sauvage parent RN est une souche knock-out du groupe agr agr :: tetM a été dérivé de RN RNV est la souche RN cultivée en μg / mL de vancomycine RNV est une souche RN cultivée en μg / mL de vancomycine RN-GISA est une souche de séroneutralisation RN augmentant jusqu’à des concentrations de vancomycine allant jusqu’à μg / mL Reproduit de Sakoulas et al Figure Vue largeTéléchargement des populations de souches de laboratoire Staphylococcus aureus sensibles à la méthicilline RN est un régulateur de gène accessoire agr groupe II type sauvage parent RN est une souche knock-out agr groupe II agr :: tetM dérivé de RN RNV est une souche RN cultivée en μg / mL vancomycine RNV est une souche RN cultivée en μg / mL de vancomycine RN- GISA est une souche de la souche RN repassée en série dans des concentrations croissantes de vancomycine allant jusqu’à μg / mL. Reproduit de Sakoulas et al Nous et d’autres avons récemment montré que les souches GISA présentent défauts de leur propension à subir une autolyse in vitro Parce que le régulon agr global régule positivement l’expression de nombreuses mureines hydrolases impliquées dans l’autolyse , nous avons supposé que les différences d’hétérorésistance de la vancomycine des souches prototypes agr et leurs knock-out respectifs En ce qui concerne les figures A et C, nous avons noté que, pour les paires de groupes agr et I, la croissance des concentrations subinhibitrices de vancomycine entraînait des changements minimes dans le phénotype d’autolyse Cependant, avec la souche RN B du groupe agr II, la croissance en μg / mL de vancomycine a été choisie pour une population de bactéries présentant un phénotype d’autolyse significativement diminuée

Figure Vue largeTélécharger diapositive Autolyse induite par le TNriton-X% des souches prototypes agr du gène régulateur et des souches knock-out agr avant et après la croissance V en μg / mL vancomycine Les graphes indiquent un pourcentage de la densité optique initiale OD présente au cours du temps A, RN est l’agr le groupe I et RN sont la souche knock-out B, RN est la souche du groupe agr II, RN est la souche knock-out C, RN est la souche du groupe agr IV et RN est la souche knock-out Repris de Sakoulas et al. largeTéléchargement de diaphragme induit par le TNTriton-X% des souches prototypes et des souches knock-out agrotropes avant et après la croissance V en μg / mL vancomycine Les graphes indiquent un pourcentage de la densité optique initiale OD présente au cours du temps A, RN est le groupe agr I et RN est la souche knock-out B, RN est la souche du groupe agr II, RN est la souche knock-out C, RN est la souche du groupe agr IV, et RN est la souche knockout Repris de Sakoulas et al Ces résultats suggèrent que groupe agr II S aureus peut avoir un avantage de survie intrinsèque lors de l’exposition aux glycopeptides et peut être plus susceptible de développer une résistance incrémentielle aux glycopeptides. Cependant, il est difficile de tirer une conclusion solide sur la base d’expériences réalisées sur un seul knockout agr. savons que des souches non-groupe II peuvent se développer en GISA Les conclusions d’expériences utilisant uniquement une souche représentative pour chaque groupe agr peuvent être confondues par des mutations de base inconnues dans les souches testées Une variable confusionnelle potentielle qui pourrait entraver la sélection du groupe agr RN / RN I Les autres chercheurs ont noté une surexpression de sigB dans S aureus sélectionné sous expression de glycopeptide in vitro et in vivo, suggérant que ce gène pourrait jouer un rôle dans le développement de GISA [,,] mécanisme par lequel sigB pourrait aider le développement de l’hétérorésistance des glycopeptides est inconnu, mais peut impliquer ssion of agr Il est nécessaire de générer et d’étudier davantage de représentants knock-out agr pour chaque groupe agr avant de confirmer que le génotype agr group II présente des avantages intrinsèques sous exposition à la vancomycine

Analyse génotypique et phénotypique de l’efficacité de la vancomycine contre Mrsa

Malgré les limites de nos données, notre constatation que le groupe agr II représentait la majorité des SARM dans certains centres et tous les GISA des États-Unis, combinée aux résultats d’études in vitro avec la souche prototype du groupe agr II et son knockout, a incité notre L’étude rétrospective a révélé que le traitement par la vancomycine était significativement plus susceptible d’échouer pour les infections causées par le SARM de Selon l’analyse multivariée, les autres prédicteurs de l’échec du traitement par la vancomycine étaient l’insuffisance rénale P = et la maladie coronarienne P = Le génotype agr group II était le prédicteur le plus puissant d’échec du traitement par la vancomycine dans cette étude P = Une analyse par sous-groupe de la même population a montré à la fois une diminution de la mortalité in vitro par μg / mL de vancomycine et une CMI supérieure de la vancomycine étaient des prédicteurs de l’échec du traitement par la vancomycine Aucun des organismes dans ces études n’avait de CMI de vancomycine de & gt; μg / mL, donc tous étaient entièrement sensibles Cependant, ces études ont montré que les souches de SARM avec des CMI de vancomycine de & lt; Par conséquent, des changements subtils dans la CMI qui se situaient dans la plage «sensible» et des différences dans la sensibilité à la mise à mort, qui est rarement déterminée dans la pratique clinique de routine, peuvent survenir. contribuer à l’échec clinique Cependant, il est important de ne pas utiliser ces résultats prématurément pour prédire la probabilité d’échec clinique avec un traitement par glycopeptide chez les patients atteints d’infections à SARM Nos études ont été basées sur une population de patients ayant pour la plupart souffert de glycopeptides. Ces résultats doivent être confirmés par des études prospectives. La corrélation du groupe II avec l’échec du traitement par la vancomycine n’est pas universelle, mais dans une étude séparée limitée à la circulation sanguine du SARM. infections survenues dans un seul établissement , où le clone prédominant n’était pas le groupe agr II, le Dans cette étude, cependant, la perte de la fonction agr, mesurée par l’expression delta-hémolysine, et un phénotype d’autolyse diminuée étaient prédictifs d’une bactériémie à SARM prolongée Une analyse collective de ces données nous permet de supposer que la perte de la fonction agr et un phénotype d’autolyse diminuée peuvent s’avérer être un prédicteur plus universel de l’échec du traitement à la vancomycine qui peut être applicable aux souches dans tous les groupes agr. Le prédicteur de l’échec du traitement par la vancomycine peut être confondu avec le fait que ce génotype pourrait être simplement «vancomycine», car il s’agit du type agr prédominant dans les hôpitaux américains. Une souche MRSA agr groupe II est plus susceptible d’avoir été présente dans un contexte nosocomial et est donc plus susceptible d’avoir déjà été exposé à la vancomycine et plus susceptible de développer des changements physiologiques qui peuvent conférer avantages possibles face à l’exposition subséquente à la vancomycine Néanmoins, il est possible que les souches du groupe II présentent un certain avantage sous la pression de sélection de la vancomycine et, peut-être, résultent de l’utilisation croissante de la vancomycine. De plus, il serait utile d’avoir des informations sur l’efficacité du traitement par la vancomycine dans les modèles animaux d’infection en utilisant des formes sauvages de type agr et des knock-out de différents types de bactéries. génotypes aureus agr

L’AGR opère-t-elle un «excédent de bagage» inutile pour un agent pathogène nosocomial?

Si la fonction de l’opéron devait exercer une demande métabolique sur S aureus, on pourrait envisager qu’elle serait supprimée dans les situations où cette demande dépasse les bénéfices de survie conférés à l’organisme. On sait que l’agr régulait la production de facteurs de virulence sécrétés qui médiatiser l’invasion de l’hôte et réguler à la baisse les facteurs de virulence associés aux cellules, tels que les composants de la surface microbienne reconnaissant les molécules de la matrice adhésive C’est une conjecture raisonnable en milieu hospitalier où l’invasion iatrogène avec des procédures chirurgicales, ventilation mécanique et les dispositifs pourraient sembler rendre les facteurs de virulence bactérienne presque redondants, un avantage de survie plus grand pour l’organisme serait conféré par des propriétés entraînant une plus grande résistance à la destruction par les antibiotiques et une plus grande adhérence aux matériaux étrangers. cette hypothèse Nous avons trouvé que% de SARM blo isolats odstream, mais seulement% des isolats de la circulation sanguine S aureus sensibles à la méthicilline, n’ont pas produit de delta-hémolysine, différence statistiquement significative Nous avons noté que% des isolats de SARM acquis dans la circulation sanguine produisent delta-hémolysine. En d’autres termes, la probabilité qu’une souche de S aureus produise de la delta-hémolysine est liée à la probabilité que la souche soit un pathogène acquis par la communauté, plutôt qu’une infection nosocomiale. pathogèneNous pensons que l’abrogation de la fonction agr soulage non seulement un organisme de demandes métaboliques inutiles mais confère des propriétés bénéfiques dans un contexte nosocomial Nous avons déjà discuté de la perte de fonction agr dans le prototype agr group II, associée à des concentrations subinhibitrices de vancomycine, est associée au développement de l’hétérorésistance à la vancomycine. comment la destruction in vitro de S aureus par des concentrations cliniquement souhaitables de vancomycine μg / mL est atténuée par la perte de la fonction agrique montre que la vancomycine tue le prototype agr du groupe II RN et le knockout agr respectif RN

Vue de la figure grandDownload slideKilling de RN, une souche de groupe sauvage régulateur de gène agr groupe II, et RN, une souche knockout groupe agr II, en μg / mL vancomycine Reproduit de Sakoulas et al avec la permission de l’American Society for MicrobiologyFigure View grandDownload slideAssemblage de RN, une souche de groupe sauvage régulatrice de gène agr groupe II, et RN, une souche knockout du groupe agr II, en μg / mL de vancomycine Reproduit de Sakoulas et al avec la permission de l’American Society for Microbiology de la fonction agr atténue la destruction de la vancomycine chez S aureus est renforcée par nos résultats de l’étude de différents groupes d’isolats cliniques, qui ont montré, à h in vitro, une diminution du taux moyen de destruction de S aureus sans expression de delta-hémolysine. atteint dans les expériences La troisième étude, qui n’a pas atteint de signification, était une analyse des isolats précédemment publiés qui était fortement pondérée pour échec du traitement par la vancomycine Sans surprise, le groupe de souches pesait lourdement en faveur des souches qui ne produisaient pas de delta-hémolysine. Cette observation était corroborée par les résultats d’une étude clinique montrant que la perte de l’activité delta-hémolysine était associée à une bactériémie persistante à SARM. traitement à la vancomycine

Tableau View largeTélécharger DiapositiveDelta-hémolysine expression et la vancomycine tuer in vitro parmi les isolats cliniques Staphylococcus aureus résistant à la méthicillineTable View largeTélécharger diapositiveDelta-hémolysine expression et la vancomycine tuer in vitro parmi les isolats cliniques Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline En outre, la perte de la fonction agr a été trouvée par d’autres Les chercheurs associent une augmentation de la production de biofilms Nous confirmons cette observation avec les paires agr-positives / agr-knock-out représentant l’adhérence du polystyrène, un marqueur de la production de biofilm, des paires isogéniques discutées ci-dessus: le prototype agr groupe II et le Les deux isolats de l’endocardite A et de la GISA A hétérorésistante Dans ces deux paires, l’inactivation de l’agr par manipulation génétique ou par sélection in vivo a entraîné une plus grande capacité à adhérer au polystyrène.

Figure Vue largeTéléchargement Diapositive Formation de biofilm, telle que déterminée par l’adhérence du polystyrène du régulateur de gène agr, avec ou sans les paires de souches suivantes: RN une souche de type sauvage du groupe II et RN une souche knockout du groupe II et Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline Souche A et heterosistant glycopeptide-intermédiaire S aureus souche A Réimprimé de Sakoulas et al avec la permission de l’American Society for MicrobiologyFigure View largeTélécharger la formationBiofilm, tel que testé par l’adhérence polystyrène du régulateur de gène accessoire agr, avec ou sans les paires de souches suivantes: RN une souche sauvage du groupe agr II et RN une souche knockout du groupe agr II, et une souche clinique A Staphylococcus aureus résistante à la méthicilline et une souche A hétérosensible des glycopeptides intermédiaires S aureus A Reproduit de Sakoulas et al avec la permission de l’American Society for MicrobiologieExpression de agr a été montré par plusieurs chercheurs d’être en relation inverse FnBPA et FnBPB sont connus pour jouer un rôle important dans la capacité de S aureus à coloniser les tissus de l’hôte et les dispositifs biomédicaux implantés et, même, à permettre à l’organisme de survivre en tant que pathogène intracellulaire en promouvant l’expression de la fibronectine. L’expression de FnBP, par conséquent, offre un avantage sélectif aux agents pathogènes nosocomiaux en facilitant l’adhérence aux dispositifs biomédicaux, par exemple, les cathéters et la colonisation nasale des patients et des membres du personnel. En outre, la thérapie antimicrobienne L’expression de la FnBP pourrait également être affectée par l’administration de fluoroquinolones, dont certaines études épidémiologiques ont montré qu’elles étaient associées à une infection à SARM Enfin, des travaux récents montrent que la perte de la fonction agr peut être associée à une résistance. aux protéines microbicides plaquettaires induites par la thrombine endogène, peut-être par Les protéines microbicides plaquettaires induites par la thrombine sont de petits peptides cationiques et staphylocides sécrétés par les plaquettes de mammifères en réponse à des agonistes générés sur des sites de lésions endovasculaires et d’infection, par exemple, les souches de thrombine staphylococcique qui présentent une faible stabilité. La résistance in vitro à la destruction induite par les protéines microbicides plaquettaires induites par la thrombine semble avoir un avantage de survie dans l’endocardite expérimentale. De plus, les souches de SARM humaines des patients atteints d’endocardite et d’infections associées à l’utilisation de dispositifs vasculaires ont tendance à La résistance à ces propriétés antimicrobiennes endogènes a été associée à une augmentation de la virulence dans les modèles animaux d’infection endovasculaire et, plus récemment, à une faible résistance aux protéines microbiennes plaquettaires induite par la thrombine. , persistance de la bactériémie à SARM au cours de va Il semblerait d’après ces données émergentes que la perte de la fonction agr pourrait bien conférer un immense bénéfice de survie à un organisme nosocomial, comme le SARM. Certains chercheurs ont même suggéré que l’agr est physiologiquement supprimée in vivo

Le sous-dosage passé de la vancomycine a-t-il contribué à sa faible efficacité aujourd’hui?

Les propriétés pharmacocinétiques de la vancomycine, ainsi que les pratiques de prescription des médecins au fil des ans, peuvent avoir contribué à la pression sélective de l’évolution des souches de SARM qui sont maintenant relativement réfractaires aux effets antimicrobiens de la vancomycine. Une grande taille et son taux de liaison protéique de% -% expliqueraient sa pénétration relativement faible dans le tissu pulmonaire Cruciani et al ont montré qu’après une perfusion de g de vancomycine,% des patients n’avaient pas de taux détectables de médicament. le poumon; après h,% de patients avaient des concentrations indétectables En général, les concentrations de vancomycine dans le tissu pulmonaire étaient ~% -% des concentrations sériques Étant donné que SARM peut coloniser fréquemment les voies respiratoires inférieures des patients en ventilation et les voies respiratoires supérieures des autres Chez les patients hospitalisés, cette propriété pharmacocinétique de la vancomycine peut entraîner l’exposition de SARM des voies respiratoires à des concentrations subinhibitrices de vancomycine. La vancomycine est habituellement administrée aux adultes tous les h lorsque la fonction rénale est normale. Chez les patients plus jeunes, une clairance accrue peut entraîner des concentrations sériques très faibles. ; Pour les patients sous hémodialyse, la vancomycine a toujours été administrée une fois par jour Cet intervalle posologique a entraîné des concentrations sériques minimales de vancomycine aussi faibles que μg / mL Patients Une clairance rapide chez certains patients ayant une fonction rénale normale et une faible pénétration dans les sécrétions entraînerait une exposition de MRSA à des concentrations subinhibitrices de vancomycine. Enfin, la vancomycine a longtemps été redoutée. être un agent ototoxique et néphrotoxique puissant Cependant, avec des méthodes de purification améliorées dans la fabrication et par l’utilisation de concentrations sériques & lt; Ces effets indésirables sont très rares en l’absence d’administration concomitante d’aminoglycosides . Cependant, de nombreux médecins sous-évaluent encore sévèrement le médicament, principalement en raison des valeurs de laboratoire de référence pour les concentrations maximales et minimales nettement inférieures à celles de nombreux experts. cliniquement optimal Bien qu’il n’y ait jamais eu de données définitives corrélant l’efficacité et la concentration de la vancomycine, la plupart des experts tenteront d’atteindre des concentrations minimales de ~ μg / mL. Il n’est pas rare de trouver de nombreux laboratoires hospitaliers et de référence acceptant des concentrations sériques minimales de μg / Ces propriétés rendent très probable que le SARM soit exposé à des concentrations de vancomycine de – μg / mL dans l’épithélium respiratoire des patients sous vancomycine. Les concentrations inhibitrices de vancomycine peuvent être l’élément critique dans la sélection de GISA S aureus les concentrations de vancomycine sont μg / mL D’autres chercheurs sont parvenus à des conclusions similaires en étudiant le développement de l’hétérorésistance de la vancomycine à l’aide d’un modèle pharmacodynamique in vitro B Tsuji et M Rybak, observations non publiées Des preuves supplémentaires sont dérivées de l’expérience unique d’un patient avec infection à MRSA endovasculaire chronique chez qui un phénotype GISA ne s’est pas développé malgré la prise de vancomycine pendant des mois, durée beaucoup plus longue que chez les patients ayant développé le GISA. Chez ce patient, des concentrations sériques de vancomycine ≥ 300 μg / mL ont été observées. méticuleusement maintenuNous concluons qu’une force motrice du développement de GISA est très probablement la durée d’exposition à des concentrations subinhibitrices de vancomycine plutôt que la durée d’exposition à des concentrations de vancomycine cliniquement souhaitables. Les propriétés pharmacocinétiques de la vancomycine, régimes posologiques conservateurs utilisés par les cliniciens au fil des ans parce que des problèmes de toxicité, et une augmentation marquée de l’utilisation au cours des dernières décennies peut avoir permis l’exposition à des concentrations subinhibitrices de vancomycine, ce qui facilite la sélection des colonies hétérorésistantes et GISA in vitro

Conclusion

L’augmentation des fréquences des infections à SARM acquises dans la communauté et des infections nosocomiales a entraîné d’énormes augmentations de l’utilisation de la vancomycine pour des stratégies thérapeutiques, prophylactiques et empiriques Sans surprise, l’isolement de souches de SARM présentant une sensibilité réduite à la vancomycine Les souches d’infections à SARM semblent avoir développé plusieurs mesures adaptatives pour améliorer leur survie dans le contexte nosocomial. Cette adaptation semble inclure, mais ne se limite probablement pas à, l’abrogation de la fonction agr Cette réponse apparaît Des travaux récents suggèrent que l’AAG sert à réguler plus que l’expression des facteurs de virulence. a-t-elle des effets régulateurs sur la synthèse des parois cellulaires, ou bien la perte de la fonction agr fournit-elle simplement la plate-forme pour la développement de la résistance aux glycopeptides en diminuant l’autolyse par une diminution de l’expression de la mureine hydrolase, augmentant ainsi la probabilité de survie dans un environnement glycopeptidique où des mutations subséquentes peuvent être choisies. Certains génotypes de SARM sont plus susceptibles que d’autres d’évoluer en GISA est une question d’intérêt majeur. Cependant, il est évident que le SARM a évolué physiologiquement, peut-être en partie en raison de l’augmentation de la vancomycine et des doses suboptimales, ce qui a entraîné des changements microbiologiques très subtils en termes de susceptibilité à la vancomycine. nos thérapies antimicrobiennes

Remerciements

Conflits d’intérêts potentiels GS siège dans les bureaux des conférenciers pour Sanofi-Aventis Pharmaceuticals et Cubist Pharmaceuticals; RCM, Jr et GME ont reçu un soutien de Pfizer Pharmaceuticals

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