Achromobacter : mécanismes de résistance acquise aux fluoroquinolones.

Achromobacter : mechanisms of acquired resistance to fluoroquinolones

• Auteur / Autrice : Arnaud Magallon
• Direction : Catherine Neuwirth, Lucie Amoureux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Médecine, microbiologie et maladies transmissibles
• Date : Soutenance le 18/10/2022
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire chrono-environnement (Besançon)
• Partenaire(s) de recherche : Site de préparation : Université de Franche-Comté (1971-....)
• Jury : Président / Présidente : Laurence Armand-Lefèvre
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sabine Favre-Bonté
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Laurence Armand-Lefèvre, Thomas Guillard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Infections bactériennes à Gram négatif

Pompes d'efflux

Résistance aux antibiotiques

Fluoroquinolones

Achromobacter

Mots clés libres

Achromobacter

Fluoroquinolones

Résistance

QRDR

Efflux

RND

Résumé

Achromobacter est un pathogène opportuniste émergent, rencontré principalement chez les patients atteints de mucoviscidose. Ce sont des bacilles à Gram négatif non fermentaires présentant des résistances naturelles à de nombreux antibiotiques ainsi que des résistances acquises fréquentes notamment aux fluoroquinolones pouvant rendre le traitement complexe. Les mécanismes de résistance acquise aux fluoroquinolones n’ont cependant pas été étudiés dans des souches cliniques chez Achromobacter avant ce travail. La modification de la cible, plus précisément des QRDR, est le mécanisme le plus fréquemment en cause dans la résistance bactérienne aux fluoroquinolones. La surexpression de systèmes d’efflux est également impliquée dans la résistance chez les bacilles à Gram négatif non fermentaires. L’objectif de ce travail était donc l’étude des mécanismes de résistance acquise aux fluoroquinolones chez Achromobacter.Nous avons tout d’abord pu montrer qu’à la différence d’autres bacilles à Gram négatif comme E. coli ou P. aeruginosa, l’altération de la cible est peu impliquée dans la résistance aux fluoroquinolones chez Achromobacter. Nous avons ensuite mis en évidence l’importante implication via une surexpression des systèmes d’efflux de type RND déjà connus : AxyEF-OprN, AxyABM, ainsi que de deux systèmes décrits dans ce travail AxySUV et AinSUV. L’implication d’AxyXY-OprZ a également été retrouvée, confirmant et complétant les résultats antérieurs le concernant. La surexpression de l’efflux était associée le plus souvent à des substitutions dans la séquence protéique des régulateurs locaux de ces systèmes. Ces systèmes d’efflux ne sont pas spécifiques d’un antibiotique ni même d’une classe en particulier. Ce travail a permis de préciser le spectre des molécules prises en charge par les systèmes qu’ils soient surexprimés ou non. L’activité de ces différents substrats peut être compromise par la surexpression des systèmes d’efflux après exposition aux fluoroquinolones, par exemple le méropénème en cas de surexpression d’AxyABM.Nos travaux ont permis une avancée significative dans la compréhension des mécanismes de résistance d’Achromobacter aux fluoroquinolones et par extension à d’autres classes d’antibiotiques d’intérêt majeur pour la prise en charge des infections chez les patients atteints de mucoviscidose.

Achromobacter is an emerging opportunistic pathogen, mainly encountered in patients with cystic fibrosis. They are non-fermentative Gram-negative bacilli with natural resistance to many antibiotics as well as frequent acquired resistance, particularly to fluoroquinolones, which can make treatment complex. However, the mechanisms of acquired resistance to fluoroquinolones have not been studied in clinical strains of Achromobacter before this work. Target modification, specifically QRDRs, is the most common mechanism involved in bacterial resistance to fluoroquinolones. Overexpression of efflux systems has also been implicated in resistance in non-fermenting Gram-negative bacilli. The objective of this work was therefore to study the mechanisms of acquired fluoroquinolone resistance in Achromobacter.We have first demonstrated that, unlike other Gram-negative bacilli such as E. coli or P. aeruginosa, target alteration is rarely involved in fluoroquinolone resistance in Achromobacter. We then highlighted the important involvement via overexpression of the already known RND-type efflux systems: AxyEF-OprN, AxyABM, as well as two systems described in this work AxySUV and AinSUV. The involvement of AxyXY-OprZ was also observed, confirming and completing previous results. Overexpression of efflux was most often associated with substitutions in the protein sequence of local regulators of these systems. These efflux systems are not specific to any particular antibiotic or even class. This work has enabled us to specify the spectrum of molecules extruded by the systems, whether or not they are overexpressed. The activity of these different substrates can be compromised by overexpression of the efflux systems after exposure to fluoroquinolones, e.g. meropenem in the case of overexpression of AxyABM.Our work has led to a significant advance in the understanding of the mechanisms of resistance of Achromobacter to fluoroquinolones and by extension to other classes of antibiotics of major interest for the management of infections in cystic fibrosis patients.