Evaluation de la capacité des bactéries à développer une résistance aux antimicrobiens

L’antibiorésistance est le phénomène qui consiste, pour une bactérie, à devenir résistante aux antibiotiques, rendant ces molécules inefficaces contre une infection bactérienne.

Ce phénomène de défense des bactéries fait appel à des modifications génétiques qui conduisent à divers mécanismes tels que la production d’enzymes inhibant la molécule, l’imperméabilisation de la membrane bactérienne, la production de systèmes d’efflux ou encore la modification de la cible de l’antibiotique. Cette antibiorésistance peut être naturelle ou acquise.

La résistance aux antibiotiques constitue un phénomène naturel dans le monde bactérien, mais le mauvais usage de ces médicaments en médecine humaine et vétérinaire a fortement accéléré le processus. L’antibiorésistance constitue aujourd’hui l’une des plus graves menaces pesant sur la santé mondiale, la sécurité alimentaire et l’environnement.

L’objectif global est par conséquent de limiter l’expansion de l’antibiorésistance, afin de laisser du temps aux industries de déployer de nouvelles stratégies thérapeutiques. Ces solutions reposent sur la modification des antibiotiques existants, sur le développement de nouveaux composés, sur l’emploi de bactériophages ou sur d’autres stratégies complémentaires.

Pour lutter contre l’antibiorésistance, mieux comprendre les mécanismes mis en place par les bactéries, les prévenir et les combattre, Smaltis met à disposition son savoir-faire et son expertise au service de l’évaluation et l’analyse des phénomènes de résistance.

Notre offre

Epidémio-surveillance

Parmi ses services, Smaltis propose d’étudier l’évolution de la résistance des bactéries aux antibiotiques présents sur le marché. Cette épidémio-surveillance permet de suivre l’augmentation de la proportion de bactéries résistantes à une molécule ainsi que les mécanismes de résistance associés. Cette analyse repose sur la détermination de la Concentration Minimale Inhibitrice (CMI), sur des souches cliniques, des antibiotiques couramment utilisés, ainsi que sur l’analyse de mécanismes déjà décrits, pour les souches présentant des résistances.

Smaltis est ainsi impliquée dans différents projets liés à la santé humaine, en collaboration avec le CNR – Centre National de Référence de la Résistance aux Antibiotiques du CHRU Jean Minjoz. 

D’autre part, dans le cadre de la santé animale, Smaltis effectue l’épidémio-surveillance sur une collection de souches de plus de 5000 isolats et pour 14 antibiotiques. Ce projet rassemble les principaux acteurs du marché.

Gestion du risque d'antibiorésistance

La gestion du risque d’antibiorésistance d’un composé anti-bactérien en développement requière la réalisation de différentes expériences apportant des informations essentielles et complémentaires. Les résultats de ces études permettent d’une part de prédire la fréquence d’apparition de mutants résistants après exposition à l’agent antimicrobien et donc d’anticiper les futures résistances qui émergeront chez les isolats cliniques. D’autre part, ils permettent de mettre en évidence les mécanismes de résistance, connus ou non, que ces isolats utiliseront pour s’adapter.

Pour gérer le risque d’antibiorésistance de vos composés, Smaltis propose :

  • D’étudier l’évolution de la résistance par l’exposition successive (40 passages) des espèces bactériennes visées à vos molécules anti-infectieuses
  • De déterminer la fréquence d’apparition de mutants résistants par une exposition à l’agent anti-microbien à des concentrations supérieures à la CMI
  • De déterminer les mécanismes de résistances mis en jeu par la caractérisation des mutants spontanés

Evolution de la résistance par passages successifs

A partir d’une molécule antibiotique, Smaltis vous propose d’évaluer l’évolution de la résistance bactérienne, après des contacts (passages) successifs des souches avec le composé antibactérien. Des séries répétées de CMI sont ainsi réalisées. Cette évaluation permet d’avoir une idée du risque et de la rapidité d’émergence de résistance dans le temps.

Fréquence d'apparition de mutants résistants

La détermination de la fréquence de mutation spontanée repose sur une seule mise en contact des bactéries d’intérêt avec la molécule anti-infectieuse : les souches sont cultivées sur un milieu contenant 4 à 8 fois la CMI d’antibiotique. On sélectionne et quantifie alors la population de clones possédant une mutation lui permettant d’être résistante et donc de survivre. 

Cette méthode en une étape permet également de déterminer, pour une molécule, sa Concentration Prévenant les Mutations (CPM), c’est-à-dire la concentration au-dessus de laquelle la sélection de mutants résistants au sein d’une population bactérienne n’est pas possible.

Mécanismes de résistance impliqués

Grâce à la génération et à la sélection de mutants spontanés, Smaltis vous accompagne dans l’identification des mécanismes de résistance et voies de régulation exprimées. Cette analyse repose sur : 

  • la caractérisation des mécanismes de résistance mis en jeu
  • l’identification des mutations
  • la reconstruction des voies de régulation aboutissant à l’augmentation de la résistance

Génération de souches mutantes résistantes spontanées

Sélection des différents mutants sur la base du phénotype et du niveau de résistance

Identification des mutations par séquençage

Construction des mutants KO/KI pour valider le mécanisme d’action

Compréhension approfondie des mécanismes de résistance par biologie moléculaire

L’évaluation du profil de résistance aux antibiotiques peut être réalisée sur vos souches. Nous pouvons également utiliser des souches de référence, ou une collection de souches cliniques caractérisées regroupant plus de 40 000 isolats provenant de différentes pathologies.

Mécanismes de résistance chez Pseudomonas aeruginosa

Par ailleurs, dans le cas de composés anti-Pseudomonas aeruginosa, Smaltis peut vous accompagner dans l’anticipation des mécanismes de résistance parmi les plus prévalents retrouvés en clinique. Cette prestation est menée sur une banque de mutants de P. aeruginosa construit à partir de la souche PAO1. Ces mutants ont été développés de façon à présenter des profils de résistance parfaitement caractérisés. Cet outil vous permet ainsi de savoir très en amont si ces mécanismes peuvent participer ou non à la résistance du bacille pyocyanique à vos molécules en développement.

Exemple de réalisation

Description et caractérisation de nouveaux mécanismes de résistance aux odilorhabdines chez Klebsiella pneumoniae, en collaboration avec la société NosopharmMissense Mutations in the CrrB Protein Mediate Odilorhabdin Derivative Resistance in Klebsiella pneumoniae

Références