Suivi de la résistance aux antibiotiques dans les hôpitaux de Birmingham

L'Université Hospitals Birmingham NHS Foundation Trust (UHB) est l'un des plus grands hôpitaux du Royaume-Uni. Il gère quatre sites qui fournissent des soins de santé à une grande partie de Birmingham. Le site Queen Elizabeth (QE) est un grand hôpital avec 1 200 lits, incluant la plus grande unité de soins intensifs (USI) au monde avec 100 lits. Le site QE gère aussi des cas de traumatologie et a le plus grand programme de transplantation d'organes solides en Europe. Chaque année, le QE s'occupe de plus de 400 patients qui ont été traités à l'étranger.

En tant que centre spécialisé, l'utilisation de certains antibiotiques, en particulier les antibiotiques carbapénèmes, est très élevée au QE par rapport aux autres hôpitaux en Angleterre. Jusqu'à présent, les laboratoires cliniques du QE ont identifié plus de 450 cas d'une bactérie appelée Enterobacteriaceae productrice de carbapénémase (CPE). Environ deux tiers de ces cas impliquent des gènes de résistance spécifiques qui rendent les bactéries difficiles à traiter. Environ 7 % de ces bactéries ont été trouvées dans des infections sanguines, avec un taux de mortalité élevé de 70 % dans l'année pour les patients affectés.

#Plasmides et résistance aux carbapénèmes

Les plasmides sont de petites molécules d'ADN trouvées dans les bactéries qui peuvent transporter des gènes responsables de la résistance aux antibiotiques. Ils peuvent déplacer des gènes de résistance entre différentes bactéries. Des morceaux plus petits d'ADN, appelés Éléments génétiques mobiles (EGM), aident à propager ces gènes de résistance sur les plasmides et entre les plasmides et l'ADN bactérien. La structure de ces plasmides peut changer en raison de l'action des EGM, qui peuvent s'insérer dans les plasmides ou les altérer de diverses manières. Étudier ces structures est important pour suivre comment elles changent au fil du temps et comment elles se propagent dans un cadre clinique.

Pour en savoir plus sur les bactéries et les plasmides impliqués dans les cas de CPE au QE, les chercheurs ont mené un séquençage de génome complet. Cette méthode permet d'observer efficacement les bactéries et leurs traits de résistance. Les résultats partagés ici visent à montrer comment cette approche aide à comprendre la biologie de la résistance aux carbapénèmes dans une épidémie actuelle.

#Résultats sur le plasmide pQEB1

Un plasmide spécifique appelé pQEB1 a été trouvé dans une bactérie connue sous le nom de E. cloacae, isolée à partir d'un échantillon de sang d'un patient en janvier 2023. Le plasmide pQEB1 mesure environ 62 847 paires de bases et partage un squelette avec un autre plasmide connu sous le nom de plasmide IncN R46. Il a divers éléments génétiques mobiles qui contribuent à sa structure et ses capacités de résistance, incluant une région significative qui porte plusieurs gènes de résistance aux antibiotiques, comme le gène blaKPC-2 qui rend les bactéries résistantes aux carbapénèmes.

Le plasmide pQEB1 est étroitement lié à un autre plasmide appelé "TypeB IncN", noté dans une autre bactérie du Royaume-Uni en 2016. Les gènes de résistance dans pQEB1 sont situés au même endroit dans la structure du plasmide que dans TypeB, mais pQEB1 a subi quelques changements qui ont affecté son matériel génétique.

Un plasmide similaire a été trouvé en Allemagne en relation avec une épidémie de KPC-2, bien qu'il y ait des différences claires entre les deux plasmides. D'autres recherches ont révélé deux exemples de plasmides similaires à pQEB1, datés d'une bactérie trouvée en 2016 et d'une autre en 2023.

Au cours de l'année passée, des représentants de pQEB1 ont été identifiés dans plusieurs autres CPE de différents patients au QE. Cela incluait diverses espèces comme Citrobacter freundii et Klebsiella pneumoniae. Les plasmides pQEB1 variaient en longueur et en structure, indiquant une évolution continue influencée par divers éléments génétiques mobiles.

#Transmission et environnement hospitalier

La présence du plasmide pQEB1 suggère qu'il se propage parmi les patients et entre différents hôtes bactériens dans les milieux hospitaliers. Le fait que des variantes de pQEB1 aient été trouvées dans sept services hospitaliers suggère un scénario de transmission active. Notamment, une variante a été fréquemment observée dans un service spécialisé dans le foie, connu pour son utilisation intensive d'antibiotiques à large spectre, ce qui crée probablement un environnement favorable à la résistance aux antibiotiques.

La propagation de pQEB1 soulève également des inquiétudes sur le potentiel de réservoirs environnementaux de ces plasmides résistants dans les hôpitaux. La surveillance de l'environnement pourrait aider à identifier les sources d'infection et à informer de meilleures stratégies pour prévenir la propagation de la résistance.

#Évolution de pQEB1

Les observations continues de pQEB1 illustrent son évolution complexe à travers les interactions avec de plus petits éléments génétiques mobiles. Ces éléments semblent être constamment échangés entre les plasmides et les chromosomes bactériens. Des preuves suggèrent que les éléments nouvellement acquis dans les variantes de pQEB1 apparaissaient souvent dans l'autre matériel génétique des bactéries hôtes au moment de l'isolement.

La présence de IS26, un acteur important dans l'accumulation de gènes de résistance dans les bactéries, au sein du plasmide pQEB1 soulève des alarmes pour des gains potentiels de traits de résistance à l'avenir. Cela indique que pQEB1 est bien positionné pour acquérir plus de gènes de résistance, ce qui pourrait aggraver le problème de résistance aux antibiotiques.

#Avantages du séquençage de génome complet

L'utilisation du séquençage de génome complet avec une technologie spécifique s'est avérée bénéfique pour le suivi des CPE au QE. Cette méthode permet aux chercheurs de créer des séquences complètes de plasmides, les aidant à observer les variations et à comprendre le développement et la propagation des traits de résistance. Les informations peuvent être utiles pour les hôpitaux dans leurs efforts de contrôle des infections et d'amélioration de la sécurité des patients.

#Conclusion

Les résultats de l'hôpital QE soulignent des aspects importants de la résistance bactérienne et le rôle des plasmides dans la propagation des gènes de résistance. Le plasmide pQEB1 sert de cas d'étude sur comment la résistance peut évoluer et se propager dans des environnements cliniques. La recherche et les efforts de surveillance en cours seront cruciaux pour façonner les stratégies de contrôle des infections dans les hôpitaux, permettant potentiellement une meilleure gestion des menaces de résistance aux antibiotiques à l'avenir.

Comprendre ces dynamiques ne bénéficie pas seulement au système de santé, mais contribue également à l'effort mondial plus large pour lutter contre la résistance aux antibiotiques et protéger la santé publique.