Des scientifiques décrivent des tests rapides prometteurs pour la sensibilité aux antibiotiques

« Des scientifiques décrivent des tests rapides prometteurs pour la sensibilité aux antibiotiques », source article de Chris Dall du 20 mars paru dans CIDRAP News.

Des chercheurs du California Institute of Technology (CIT) ont développé deux approches innovantes pour obtenir rapidement des résultats sur le lieu des soins sur la sensibilité bactérienne aux antibiotiques.

Les méthodes, décrites hier dans deux études de validation de principe publiées dans PLOS Biology (1 et 2), réduisent le temps nécessaire pour déterminer si Neisseria gonorrhoeae ou Enterobacteriaceae sont sensibles ou résistants aux bêta-lactamines à 30 minutes ou moins, en utilisant une approche qui mesure l'accessibilité de l'ADN bactérien après exposition aux antibiotiques.

Bien qu'il reste beaucoup de travail et que les deux tests soient probablement à des années d'utilisation clinique, les auteurs des études disent qu'ils représentent une nouvelle voie pour avoir des patients traités rapidement avec le bon antibiotique, une innovation qui pourrait sauver des vies et limiter la propagation de la résistance aux antibiotiques.

Tests phénotypiques plus rapides

Les tests de sensibilité aux antibiotiques (TSAs) décrits dans les deux articles sont des versions rapides de la méthode phénotypique des tests de sensibilité aux antibiotiques, qui détermine la sensibilité et la résistance en mesurant directement la réponse d'un organisme à un antibiotique. Les méthodes phénotypiques sont la norme de référence pour les tests de sensibilité, mais elles prennent plusieurs jours pour obtenir un résultat car elles nécessitent la culture de bactéries isolées de patients puis leur exposition à un antibiotique.

En raison de ce retard, les cliniciens doivent souvent traiter les patients de manière empirique, en utilisant des antibiotiques qui peuvent ne pas être efficaces.

Les TSAs génotypiques, qui prédisent la résistance en recherchant la présence de gènes de résistance aux antibiotiques, sont beaucoup plus rapides. Mais il existe des centaines de gènes qui confèrent une résistance aux bêta-lactamines, et les tests génotypiques rapides actuels ne peuvent en détecter qu'une poignée.

Une stratégie prometteuse pour accélérer les tests phénotypiques consiste à mesurer la concentration d'acide nucléique dans les bactéries après une exposition aux antibiotiques, une méthode qui s'est avérée efficace avec certains antibiotiques. Cependant, cette méthode repose sur des antibiotiques qui entravent directement ou indirectement la réplication de l'ADN en peu de temps, et les antibiotiques bêta-lactamines n'affectent pas immédiatement la réplication de l'ADN. Pour N. gonorrhoeae ou Enterobacteriaceae, cette méthode prendrait encore 2 à 4 heures pour obtenir des résultats.

Pour contourner ce problème, les scientifiques du CIT ont conçu une stratégie différente basée sur la façon dont les bêta-lactames attaquent les bactéries, en ciblant les enzymes que les bactéries utilisent pour construire la paroi cellulaire bactérienne. Ils ont émis l'hypothèse qu'ils pouvaient prédire la sensibilité en mesurant la quantité d'ADN qui était accessible après une courte exposition aux bêta-lactamines. Une accessibilité accrue à l'ADN signifierait que les bactéries étaient sensibles à l'antibiotique.

Les deux tests développés par l'équipe utilisent la même approche, mais sont légèrement différents. Pour tester la sensibilité de N. gonorrhoeae aux bêta-lactames, les scientifiques ont conçu un TSA rapide, qu'ils ont inventé nuc-aAST, qui mesure l'accessibilité de l'ADN intracellulaire aux nucléases exogènes après exposition aux bêta-lactames. Pour déterminer les performances de nuc-aAST, ils ont testé 21 isolats cliniques sensibles et résistants de N. gonorrhoeae exposés à la pénicilline, au céfixime et à la ceftriaxone pendant 15 à 30 minutes, puis ont comparé les résultats avec une méthode de TSA basée sur la culture.

L'autre test, pol-aAST, mesure l'accessibilité de l'ADN des Enterobacteriaceae à la polymérase après 30 minutes d'exposition aux bêta-lactamines. Pour valider le test, les scientifiques ont exposé des isolats sensibles et résistants de trois principaux pathogènes des Enterobacteriaceae résistants aux carbapénèmes (CRE), Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae et Enterobacter, à la ceftriaxone, l'ertapénème et le méropénème, et ont comparé les résultats avec une culture basée sur des analyses. Ils ont également effectué un test pilote à l'aide d'échantillons cliniques d'urine.

Les deux tests ont fourni des résultats rapidement - moins de 30 minutes - et ont montré un bon accord avec les méthodes phénotypiques de référence.

Pourquoi des TSAs rapides sont nécessaires ?

Une TSA rapide pour la gonorrhée et les infections CRE pourrait avoir des implications importantes pour la santé publique. Il y a plus de 78 millions de cas de gonorrhée chaque année dans le monde, et la résistance aux derniers traitements antibiotiques restants contre l'infection sexuellement transmissible fait son apparition en partie parce que les cliniciens n'ont pas de TSA rapide pour guider un traitement approprié.

La CRE, quant à elle, est considérée comme une menace sanitaire urgente par l'Organisation mondiale de la santé et les Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis en raison des taux de mortalité élevés et de leur capacité à se propager rapidement dans les hôpitaux. Un traitement rapide avec le bon antibiotique pourrait aider à améliorer les résultats du traitement pour les patients atteints d'une infection CRE, afin de garantir que les bons antibiotiques soient utilisés et limiter la propagation de la résistance.

Les scientifiques affirment que les deux tests doivent être développés et validés avant de pouvoir être utilisés dans des environnements cliniques sur le lieu des soins. Leur espoir est que les tests puissent être associés à des TSAs rapides qui évaluent la sensibilité to d'autres antibiotiques, ainsi que des tests capables d'identifier rapidement les pathogènes bactériens, pour donner aux cliniciens une image plus complète du type d'infection dont ils souffrent et de la façon de la traiter.

« En fin de compte, cette nouvelle génération de diagnostics de TSA sera intégrée aux méthodes [d'identification] rapides en cours de développement et aux futures méthodes de TSAs basées sur [l'acide nucléique] pour des antibiotiques et des pathogènes supplémentaires », ont-ils écrit.