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Jun 01, 2024

L'agrégation de Pseudomonas aeruginosa et l'expression de Psl dans les crachats sont associées à un échec d'éradication des antibiotiques chez les enfants atteints de mucoviscidose

Scientific Reports volume 12, Numéro d'article : 21444 (2022) Citer cet article Nous avons précédemment démontré que les isolats de P. aeruginosa qui persistaient chez les enfants atteints de mucoviscidose (FK) malgré l'inhalation

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 21444 (2022) Citer cet article

Nous avons précédemment démontré que les isolats de P. aeruginosa qui persistaient chez les enfants atteints de mucoviscidose (FK) malgré un traitement par tobramycine inhalée présentaient une liaison accrue des anticorps anti-Psl in vitro par rapport à ceux éradiqués avec succès. Nous avions pour objectif de valider ces résultats en visualisant directement P. aeruginosa dans les crachats de FK. Il s'agissait d'une étude observationnelle prospective portant sur des enfants atteints de mucoviscidose présentant une nouvelle infection à P. aeruginosa et ayant subi un traitement d'éradication par la tobramycine par inhalation. À l’aide de la technique de clarté passive d’identification microbienne (MiPACT), P. aeruginosa a été visualisée dans des échantillons d’expectorations obtenus avant le traitement et classée comme persistante ou éradiquée en fonction des résultats. Les isolats de prétraitement ont également été cultivés sous forme de biofilms in vitro. Sur 11 patients inscrits, 4 ont développé une infection persistante et 7 une infection éradiquée. Le biovolume de P. aeruginosa ainsi que le nombre et la taille des agrégats de P. aeruginosa étaient plus élevés dans les crachats des infections persistantes que dans celles des infections éradiquées (p < 0,01). La quantité d’anticorps Psl se liant dans les crachats était également globalement plus élevée (p < 0,05) dans les échantillons présentant une augmentation du biovolume de P. aeruginosa. Lorsqu'il est visualisé dans les crachats, P. aeruginosa avait un biovolume plus important, avec une Psl plus exprimée, et formait des agrégats plus nombreux et plus grands chez les enfants FK qui ont échoué au traitement d'éradication par rapport à ceux qui ont réussi à éliminer leur infection.

Les personnes atteintes de mucoviscidose (FK) sont sensibles à une infection pulmonaire à Pseudomonas aeruginosa en raison de défauts du régulateur de conductance transmembranaire de la mucoviscidose (CFTR) qui entraînent une altération de la clairance mucociliaire1. Sans traitement antimicrobien, P. aeruginosa peut développer une infection chronique des voies respiratoires, associée à un déclin plus rapide de la fonction pulmonaire et à un décès prématuré chez les patients atteints de mucoviscidose2,3. Le traitement précoce d'éradication par antibiotiques (AET) de la colonisation initiale par P. aeruginosa constitue donc la norme de soins cliniques pour les enfants atteints de mucoviscidose et l'augmentation du taux de réussite de l'AET est essentielle pour améliorer les résultats à long terme4,5.

Il existe peu d’explications quant à l’échec de l’AET chez un patient atteint de mucoviscidose. Nous avons précédemment montré, à l'aide d'un modèle de biofilm visualisé par microscopie confocale, que les isolats initiaux de P. aeruginosa provenant d'enfants ayant échoué à l'AET présentaient une liaison des anticorps anti-Psl significativement augmentée par rapport aux isolats de ceux ayant éliminé P. aeruginosa6. La liaison accrue des anticorps anti-Psl était associée à l’agrégation bactérienne et à la tolérance à la tobramycine. Psl est un exopolysaccharide (EPS) de P. aeruginosa qui a été bien décrit pour son rôle dans l'adhésion de fixation cellule-cellule et cellule-substrat et la formation de biofilm in vitro7,8,9,10,11,12. Bien que nos résultats aient été confirmés dans des collections distinctes d'isolats cliniques précoces de P. aeruginosa provenant de deux essais AET distincts, ces résultats étaient basés sur des études in vitro de P. aeruginosa dans un système de chambre à lames de verre.

Malgré l'utilisation d'isolats cliniques et de conditions de croissance bactérienne imitant les voies respiratoires de la mucoviscidose, les modèles de laboratoire examinant le comportement des agents pathogènes de la mucoviscidose et les effets des antibiotiques peuvent ne pas refléter avec précision les conditions dans les voies respiratoires des patients13. Les décisions concernant les durées d'incubation, les milieux de croissance et les concentrations d'antimicrobiens, par exemple, peuvent modifier considérablement les résultats expérimentaux et il est très difficile de saisir pleinement les complexités de l'environnement pulmonaire FK. Compte tenu de ces défis, il n’est peut-être pas surprenant qu’il existe un décalage entre les résultats des tests de sensibilité aux antimicrobiens et les résultats cliniques dans la CF14.

Les progrès récents dans le traitement et l’imagerie des échantillons des voies respiratoires ont toutefois permis la visualisation directe et l’interaction des espèces microbiennes dans les échantillons des patients. La technique de clarté passive d'identification microbienne (MiPACT), développée par DePas et al., fixe et visualise les bactéries en utilisant une réaction en chaîne d'hybridation pour détecter l'ARNr dans les crachats de FK15. Ces méthodologies évitent de devoir faire des déductions pour traduire les résultats in vitro en résultats in vivo. Le but de cette étude était de valider nos découvertes précédentes concernant la liaison accrue des anticorps anti-Psl et l'agrégation bactérienne dans les isolats persistants de P. aeruginosa en visualisant directement les biofilms de P. aeruginosa dans les crachats dans un essai observationnel prospectif mené auprès d'enfants atteints de mucoviscidose subissant une AET. Nous avons également cherché à déterminer si nous pouvions effectivement reproduire les résultats in situ d’échantillons cliniques à l’aide de notre modèle de chambre à lames de biofilm in vitro.