Résistance aux carbapénèmes médiée par les carbapénèmases de type KPC chez les bacilles à Gram négatif

Carbapenem resistance due to KPC carbapenemases in Gram negative bacilli

• Auteur / Autrice : Gaëlle Cuzon
• Direction : Patrice Nordmann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Bactériologie
• Date : Soutenance le 10/10/2011
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Innovation Thérapeutique : du Fondamental à l'Appliqué (Châtenay-Malabry, Haut-de-Seine ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Structure dynamique, expression et fonction de bêta-lactamases de spectre large (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne)
• Jury : Président / Présidente : Thierry Lambert
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Claudine Quentin-Noury, Youri Glupczynski

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pseudomonas aeruginosa

Résistance aux bêta-lactamines

Transposons

Klebsiella pneumoniae

Carbapénèmes

Mots clés libres

Carbapénémase

KPC

Carbapenemase

KPC

K. pneumoniae

P. aeruginosa

Transposon

Résumé

Les carbapénèmes, β-lactamines possédant le spectre d’activité le plus large, sont souvent la dernière option thérapeutique des infections sévères dues à des germes multi-résistants. Les entérobactéries résistantes aux carbapénèmes, bien que rares en France, sont épidémiques voir même endémiques dans de nombreux pays. Cette résistance est principalement due à la production d’enzymes, les carbapénèmases, comme les enzymes de type KPC (Klebsiella pneumoniae Carbapenemase) dont il existe plusieurs variants. Les souches produisant ces enzymes ont rapidement disséminé dans de nombreuses régions du monde. Les objectifs de ce travail étaient de comprendre les mécanismes moléculaires de la multi-résistance aux antibiotiques des souches productrices de KPC et de déterminer lesfacteurs génétiques responsables de leur diffusion. Nous avons montré que le gène blaKPC est associé à un transposon de type Tn3, le transposon Tn4401, dont il existe trois isoformes.Nous avons aussi montré que Tn4401 est un transposon actif, capable de mobiliser le gèneblaKPC, et qui participe également à l’expression de ce gène par apport de séquencespromotrices. Puis, nous avons étudié une collection de souches de Klebsiella pneumoniae et de Pseudomonas aeruginosa exprimant le gène blaKPC. Nous avons ainsi montré que plusieurs clones de K. pneumoniae diffusent actuellement dans différentes régions du monde, avec unclone majoritaire, le clone ST258. Ces clones se caractérisent par des plasmides différents etpar la présence constante de Tn4401. Nous avons montré que plusieurs clones de P.aeruginosa disséminent dans les hôpitaux de Colombie et sont associés à des structuresgénétiques variables encadrant le gène blaKPC. Enfin, nous avons évalué une nouvelle méthode de détection des souches productrices de BLSE et de carbapénèmases, basée sur une puce à ADN. Cet outil s’est révélé rapide, sensible et spécifique pour tous les gènes recherchés.

Carbapenems are β-lactams with the broadest spectrum of activity and are often the last therapeutic option for treating severe infections due to multi-resistant organisms.Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae remain rare in France, but are endemic in someareas. Carbapenem-resistance is mainly due to the production of carbapenemases, such as KPC (Klebsiella pneumoniae Carbapenemase). Several variants of KPC enzymes have beenidentified and KPC-producers are increasingly isolated worldwide. The aim of this study wasto determine the molecular mechanisms involved in multi-resistance of KPC-producers and tocharacterize the genetic elements involved in blaKPC gene mobilization and diffusion. Wehave described a new Tn3-based transposon, Tn4401, and characterized three isoforms. We have demonstrated that Tn4401 is an active transposon, capable of mobilizing blaKPC, and isinvolved in blaKPC gene expression. We have analysed several Klebsiella pneumoniae andPseudomonas aeruginosa isolates harboring the blaKPC-2 gene. We have assessed the spread ofseveral clones of K. pneumoniae isolates, including a major clone, ST258. These clones arecharacterized by different plasmids but an identical genetic structure, Tn4401. We havedemonstrated that several clones of P . aeruginosa are disseminating in Colombia, differingby MLST type, genetic support of blaKPC-2 and Tn4401-like structures. Finally, we have evaluated a new commercial system, based on microarray and dedicated to the identification of ESBL- and carbapenemase-producers. We found this method fast, sensitive and specific.