La résistance bactérienne aux antibiotiques est un problème sérieux. Divers antibiotiques deviennent inefficaces pour traiter des patients, et il faut faire très attention lors de l'utilisation des antibiotiques. Il est possible de montrer expérimentalement que certaines souches bactériennes sont résistantes à quelques antibiotiques, tout en restant sensibles à d'autres.
En quoi le protocole décrit dans les documents permet-il de détecter les cas de résistance bactérienne et d'améliorer les traitements antibiotiques prescrits aux patients ?
Résistance bactérienne et choix des antibiotiques
Les maladies infectieuses d'origine bactérienne (peste, choléra, tuberculose, etc.) peuvent être traitées avec des antibiotiques. Les molécules des antibiotiques bloquent certaines étapes du développement des bactéries (fabrication d'une paroi, réplication, transcription, traduction par exemple) de manière sélective. Mais, spontanément, il peut arriver que des mutations se produisant chez des bactéries entraînent des phénomènes de résistance. Si un patient est traité avec un antibiotique contre lequel certaines des bactéries qui l'infectent sont résistantes, ces bactéries ne meurent pas et elles vont pouvoir se multiplier, provoquer une nouvelle infection chez ce patient qui sera très difficile à combattre.
Pour éviter de sélectionner les bactéries résistantes, il faut utiliser l'antibiotique pour lequel les bactéries sont sensibles. Si le patient a une nouvelle infection l'année suivante, ce ne seront pas nécessairement les mêmes bactéries et donc pas le même antibiotique qui devra être utilisé.
Pour choisir, chez un patient donné, le bon antibiotique à utiliser, un antibiogramme peut être réalisé.
Réalisation d'un antibiogramme
Un antibiogramme est réalisé à partir d'une culture des bactéries qui infectent le patient. Par exemple, dans un cas de tuberculose, ce sont des bactéries extraites de crachats du patient qui sont utilisées. Ces bactéries sont mises en suspension et étalées sur un milieu nutritif. Si rien ne perturbe leur multiplication, elles finissent par former un voile bactérien grisâtre à la surface du milieu de culture.
Dans le cas de l'antibiogramme, au moment de la mise en culture des bactéries, on dépose en divers endroits sur le gel de culture des disques de papier imbibés d'antibiotiques divers. Ces antibiotiques se diffusent dans le milieu de culture autour du rond de papier où ils ont été initialement déposés :
- Si l'antibiotique est efficace, donc si les bactéries y sont sensibles, aucune bactérie ne se développe à proximité du disque de papier et une « zone d'inhibition » apparaît, le milieu de culture dépourvu de bactéries restant clair et transparent.
- Au contraire, si les bactéries sont résistantes, elles se développent et le voile grisâtre entoure et touche le morceau de papier.
L'observation de la présence ou non de « zones d'inhibition » est révélatrice de l'efficacité de l'antibiotique.
Le diamètre (D) de la zone d'inhibition est lui-même un bon indicateur de l'efficacité de l'antibiotique sur la souche bactérienne considérée.
Résultats obtenus pour le patient étudié
Quatre antibiotiques ont été utilisés ici :
1 : Rifampicine
2 : Gentamycine
3 : Acide fusidique
4 : Pénicilline
La mesure du diamètre de la zone d'inhibition a été faite sur des antibiogrammes réalisés avec des bactéries du même patient, et divers antibiotiques.
Pour chaque antibiotique, des mesures de références (D1 et D2) sont données :
- Si, expérimentalement, le diamètre de la zone d'inhibition est inférieur à D1, alors l'antibiotique est inefficace (la bactérie est résistante).
- Si le diamètre mesuré est supérieur à D2, l'antibiotique est pleinement efficace (la bactérie est sensible).
- Si le diamètre mesuré est compris entre D1 et D2, l'antibiotique a une efficacité limitée.
Les résultats obtenus sont les suivants (diamètre en mm) :
Quel est le mécanisme responsable de l'apparition de souches résistantes au sein d'une culture bactérienne ?
Les mécanismes qui font apparaître les bactéries résistantes au sein d'une culture sont les mutations.
Les bactéries sensibles à un antibiotique meurent en sa présence, alors que les bactéries résistantes survivent et sont donc seules à pouvoir se multiplier.
Comment appelle-t-on ce phénomène ?
Il s'agit de la sélection naturelle : les bactéries survivantes sont celles qui résistent à l'antibiotique parce qu'elles ont acquis par le hasard des mutations un facteur de résistance. Ce sont par la suite les seules à se multiplier puisque les autres ont disparu.
Que signale une zone d'inhibition présentant un diamètre très important ?
Une zone d'inhibition est une zone du milieu de culture où les bactéries n'ont pas pu se développer du fait de la présence de l'antibiotique. Cela témoigne donc d'une grande sensibilité vis-à-vis de l'antibiotique.
D'après le document 3, quels antibiotiques peuvent être conseillés pour le traitement du patient considéré ?
Les zones d'inhibition correspondent à des endroits où les bactéries n'ont pas pu se développer. Il existe deux grandes zones d'inhibition, autour des disques 2 et 3, ce qui correspond à la gentamycine et à l'acide fusidique. Ce sont les deux antibiotiques à privilégier.
D'après le document 3, à quels antibiotiques les bactéries qui infectent le patient étudié semblent-elles résistantes ?
Il n'y a pas de zone d'inhibition autour des disques 1 et 4, ce qui indique une résistance bactérienne envers ces antibiotiques. Les bactéries responsables de l'infection du patient sont donc résistantes à la rifampicine et à la pénicilline.
Le document 4 apporte des indications supplémentaires : il est possible de choisir l'antibiotique qui sera le plus efficace pour traiter le patient considéré ici.
Quel est cet antibiotique ?
L'antibiotique pour lequel la zone d'inhibition dépasse le plus largement la référence D2 est celui qui aura la meilleure efficacité. Il s'agit ici de l'acide fusidique.
D'après le document 4, à quels antibiotiques les bactéries responsables de l'infection du patient sont-elles les plus résistantes ?
Les zones d'inhibition dont le diamètre est inférieur à la référence D1 correspondent à des bactéries résistantes à l'antibiotique considéré. Les bactéries de ce patient sont résistantes à l'érythromycine et à la rifampicine.
Le phénomène de résistance bactérienne est un problème de santé publique, à tel point que des campagnes de sensibilisation ont été menées, comme celle avec le slogan « Les antibiotiques, c'est pas automatique ! ». Le protocole décrit dans les documents permet de détecter les cas de résistance bactérienne et d'améliorer les traitement antibiotiques prescrits aux patients.
Chez les bactéries, les mécanismes de reproduction (réplication puis division) entraînent l'apparition de mutations fortuites. Il arrive que ces mutations conduisent à la formation de bactéries résistantes à un antibiotique. Il est alors inutile de traiter un individu atteint par une souche de bactéries résistantes. Il convient de bien choisir l'antibiotique servant à traiter un patient, de manière à ce que les bactéries incriminées soient sensibles à cet antibiotique.
Lorsque des bactéries sont mises en présence d'un antibiotique, si elles y sont sensibles, elles meurent ; si elles y sont résistantes, elles vivent et se multiplient sans plus aucune concurrence. Le protocole utilisé consiste à mettre en présence, sur un milieu de culture adéquat, des bactéries et des antibiotiques variés, déposés sur des disques de papier.
Dans le document 3, les zones d'inhibition correspondent à des endroits où les bactéries n'ont pas pu se développer. Ce sont des zones où l'antibiotique a un effet sur les bactéries, elles y sont sensibles. Il existe deux grandes zones d'inhibition, autour des disques 2 et 3, ce qui correspond à la gentamycine et à l'acide fusidique. Ce sont les deux antibiotiques à privilégier. En revanche, il n'y a pas de zone d'inhibition autour des disques 1 et 4, ce qui indique une résistance bactérienne envers ces antibiotiques. Les bactéries responsables de l'infection du patient sont donc résistantes à la rifampicine et à la pénicilline. Le protocole utilisé permet donc de visualiser de manière assez simple le phénomène de résistance bactérienne.
Le document 4 apporte des indications supplémentaires : le diamètre du disque d'inhibition est un indicateur de l'efficacité de l'antibiotique. En effet, plus la distance au papier imbibé d'antibiotique est grande et moins la concentration en cet antibiotique est forte. Une zone d'inhibition ayant un diamètre important indique que l'antibiotique est actif sur la souche bactérienne considérée, même à faible concentration, ce qui est un signe d'une excellente efficacité.
Des diamètres de référence sont utilisés (D1 et D2). L'antibiotique pour lequel la zone d'inhibition dépasse le plus largement la référence D2 est celui qui aura la meilleure efficacité. Il s'agit ici de l'acide fusidique. Inversement, les zones d'inhibition dont le diamètre est inférieur à la référence D1 correspondent à des bactéries résistantes à l'antibiotique considéré. Les bactéries de ce patient sont résistantes à l'érythromycine et à la lincomycine.
Avec le protocole utilisé, il est donc possible de mettre en évidence et de caractériser le phénomène de résistance bactérienne aux antibiotiques, de manière à mieux déterminer l'antibiotique devant soigner un patient.