Dans une étude récente publiée dans Nature Communications, les chercheurs ont utilisé des approches évolutives pour comprendre le rôle de la diversité microbienne intra-hôte sur l’évolution de la résistance antimicrobienne (RAM) chez les patients admis dans les unités de soins intensifs (USI) et recevant un traitement antibiotique.
Étude: Les populations pathogènes de souches mixtes accélèrent l’évolution de la résistance aux antibiotiques chez les patients. Crédit d’image : nobeastsofierce/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Populations de souches mixtes d’agents pathogènes, p. Pseudomonas aeruginosa, contiennent à la fois des variations génétiques nouvelles et préexistantes, où les premières sont acquises sur place par mutation ou transfert horizontal de gènes.
Comme ils ont une grande diversité génétique par rapport aux autres souches co-colonisatrices, sur lesquelles le processus de sélection doit agir, cela accélère leur réponse évolutive au traitement antibiotique. Elle donne à penser que la résistance évolue rapidement chez les hôtes colonisés par des populations pathogènes plus diverses, ce qui constitue une menace fondamentale pour la santé humaine.
RAM aux agents pathogènes opportunistes, tels que Pseudomonas aeruginosa, sont une cause importante d’infections nosocomiales, en particulier chez les patients en soins intensifs immunodéprimés et gravement malades.
Des études ont montré que ses différentes souches peuvent coexister dans les poumons de patients souffrant de mucoviscidose et de bronchectasie. Ainsi, l’évolution rapide de la RAM en Pseudomonas espèces, par rapport aux autres agents pathogènes ESKAPE, pose un défi important pour le traitement Pseudomonas infections pendant le traitement.
La compréhension avancée de Staphylococcus aureus et Pseudomonas aeruginosa Infections in Europe–Intensive Care Units (ASPIRE-ICU), un essai observationnel Pseudomonas infection dans les hôpitaux européens échantillonnés Pseudomonas isole de manière impartiale.
Malgré le court séjour en USI de la plupart des patients en USI inscrits à l’essai ASPIRE-ICU, ils ont également collecté des échantillons longitudinaux de certains patients, ce qui a facilité l’investigation directe des facteurs intra-hôte de la RAM.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé des échantillons des voies respiratoires inférieures collectés dans le cadre de l’étude ASPIRE-ICU pour tester l’impact de Pseudomonas diversité chez les patients en soins intensifs en utilisant une combinaison de tests phénotypiques (phénotypage de résistance, tests de croissance) et de séquençage génomique et de variant appelant ses estimations quantitatives.
Près de 50 %, soit 17 patients sur 35 avec une forte Pseudomonas taux de colonisation, ont été admis dans une unité de soins intensifs d’un seul hôpital. Ils ont également sélectionné 12 isolats choisis au hasard parmi tous les échantillons de patients contenant Pseudomonas.
Plus précisément, ils ont utilisé les tests de concentration minimale inhibitrice (CMI) pour mesurer l’AMR de Pseudomonas isolats contre un panel d’antibiotiques représentant six grandes familles, à savoir la ciprofloxacine, la gentamicine, le méropénème, l’aztréonam, la pipéracilline/tazobactam et la ceftazidime. Cependant, le panel de test était biaisé en faveur des antibiotiques β-lactamines, les plus largement utilisés pour traiter Pseudomonas infections.
La mesure de la résistance à un panel d’antibiotiques a aidé les chercheurs à faire la distinction, pour les 35 patients, entre les réponses directes au traitement antibiotique et les effets collatéraux de la résistance aux antibiotiques non utilisés pour le traitement.
Mesures AMR de 441 Pseudomonas isolats contre six antibiotiques ont généré un grand ensemble de données quantitatives sur les phénotypes résistants aux antibiotiques. Cependant, l’équipe a analysé la résistance de chaque isolat à chaque antibiotique comme sensible ou résistant.
Ils ont également calculé en équipe les variations de la proportion de Pseudomonas isolats résistants à chaque antibiotique dans le temps pour toutes les combinaisons patient-antibiotique.
Pour mieux comprendre les facteurs évolutifs de la RAM, l’équipe a mesuré les changements de résistance à l’aide Pseudomonas isolats d’échantillons prélevés sur des patients avant et après un traitement antibiotique qui étaient actifs contre P. aeruginosa.
Ce sous-ensemble de 13 échantillons longitudinaux comprenait sept et six patients colonisés par une souche unique et une souche mixte. Pseudomonas populations, respectivement. Il est important de noter que l’intervalle de temps entre le premier et le dernier échantillonnage n’a pas varié pour ces sous-populations de patients.
Résultats
Les méthodes conventionnelles utilisées en microbiologie clinique ne parviennent pas à déterminer l’importance de la diversité préexistante dans la RAM parmi les pathogènes bactériens. Cependant, cette évaluation est importante car le taux d’évolution de la RAM chez les patients varie considérablement d’un agent pathogène à l’autre.
Conformément aux spéculations, les chercheurs ont découvert que la RAM évoluait rapidement chez les patients colonisés par divers P. aeruginosa populations en raison de la sélection de souches résistantes préexistantes. À l’inverse, la RAM a évolué sporadiquement chez les patients colonisés par des souches uniques en raison de la sélection de nouvelles mutations de résistance.
Compte tenu du compromis entre la résistance et le taux de croissance dans les populations de souches mixtes, la diversité intra-hôte pourrait également entraîner la perte de résistance en l’absence de traitement antibiotique. Ces observations ont confirmé que la diversité intra-hôte des populations pathogènes façonne l’émergence de la résistance à la RAM en réponse au traitement antibiotique.
conclusion
Pris ensemble, les résultats de l’étude suggèrent que la mesure de la diversité des populations d’agents pathogènes pourrait aider à prédire plus précisément la probabilité d’échec du traitement antibiotique au niveau du patient, de la même manière que les mesures de la diversité dans les populations de cellules cancéreuses aident à prédire le succès de la chimiothérapie.
Pourtant, il restera difficile de déterminer si les populations d’agents pathogènes de souches mixtes surviennent par des événements de colonisation uniques ou une surinfection.
De même, les patients ayant des problèmes de santé particuliers sont plus susceptibles d’être colonisés par des souches mixtes de microbes pathogènes. Par exemple, certains P. aeruginosa souches surinfectent certains patients atteints de mucoviscidose, donnant lieu à une grande diversité de souches intra-patient.
