Contrôle de la Croissance Microbienne Les Désinfectants et Antiseptiques

Méthodes Trois approches pour le contrôle de la croissance microbienne Chimique Désinfectants et antiseptiques Physique Chaleur Ultraviolets Irradiations L'élimination mécanique Nettoyage Filtration

Terminologie Nettoyage L'élimination des souillures adhérentes visibles (le sang, les protéines et les débris), de la poussière ou des autres corps étrangers par un processus manuel ou chimique N’implique pas la présence ou l’absence de microorganismes Propreté  Stérilité

Désinfection L’utilisation d’agents chimiques ou physiques pour tuer ou inhiber la croissance des microorganismes Désinfectants Produits chimiques utilisés pour des objets inanimés Germicides Produits chimiques qui peuvent être appliqués sur des choses animées (vivantes) ou inanimées Antiseptiques Produits chimiques utilisés sur des tissus vivants

Facteurs qui Influencent l’Efficacité Charge microbienne Nombre de microbes Environnement Présence de matières organiques Concentration de l’agent Température pH Durée d’exposition

Facteurs qui Influencent l’Efficacité Caractéristiques microbiennes Biofilms Paroi cellulaire Résistances Spores

Ordre de Sensibilité Virus lipophiliques (Avec bi-couche lipidique, Virus enveloppé)  Bactéries Gram positives (cellules végétatives) Bactéries Gram négative Fungi Virus hydrophiles (non enveloppé, virus nu) Mycobactéries (Mycobacterium tuberculosis) Spores bactériennes Plus sensible Plus résistant

Désinfectants et Antiseptiques Caractéristiques idéales Spectre d’action large Puissant Faible quantité requise pour une efficacité élevée Faible niveau de toxicité chez les humains Non corrosif Stable Hydrophile et hydrophobe Tension de surface faible Sans odeur ou avec une odeur agréable

Modes d’Action des Agents Chimiques Dénaturation des protéines et de l’ADN Mutagénèse de l’ADN Modification des protéines ou de l’ADN Interférence avec la membrane plasmique Oxydation de groupements fonctionnels

Évaluation de l’Efficacité d’un Désinfectant Test de suspension quantitatif Des comptes viables sont faits sur un microbe tests exposé à un agent chimique Le nombre de survivants (B) et compté puis compare au compte original de l’inoculum (A) Effet Microbicide (EM) = Log (A) - Log (B) EM = 1 → Mortalité de 90% du nombre initial EM = 2 → Mortalité de 99% L’exigence généralement acceptée est: EM ≥ 5 →99.999% des microbes sont tués

Profil de Mortalité La mort est exponentielle N’est donc pas possible d’atteindre zéro Normes établies: PTM et DTM: < 1 cellule Stérilité en laboratoire: 10-6 cellules ou spores Stérilité alimentaire: 10-12 cellules ou spores

Paramèetres de Mortalité Temps de réduction décimale (D) Temps requis pour obtenir une réduction d’un log ou un facteur d’inactivation de 10 Formule: Log (N/N0) =-t/D T: durée de temps N: nombre de cellules qui ont survécu No: nombre de cellules initiales No/N: Facteur d’inactivation

Calculs de la Mortalité Constante de mortalité (k) Taux de mortalité Pente négative Formule: -kt = ln No/N T: durée de temps N: nombre de cellules qui ont survécu No: nombre de cellules initiales No/N: Facteur d’inactivation

Exemple Un traitement à 100oC pour 1h permet de réduire une population bactérienne de 108 à 102 cellules Quel est le facteur d’inactivation accompli Quel est le taux de mortalité? Combien de temps serait requis pour réduire la population à 102

Déterminer D à partir d’un Graphique

Contrôle de la Croissance Microbienne In Vivo: l’Antibiothérapie

Les Drogues Antimicrobiennes Antibiotique ou Antibactérien Contre les bactéries Antifongique Contre les fungi Antiviraux Contre les virus

Les Drogues: Les Antibiotiques Définitions: Littérale: Anti (contre) biotique (la vie ) Ancienne déf.: Tout composé fabriqué par un microorganisme qui inhibe ou tue les bactéries Nouvelle déf.: Tout composé qui inhibe ou tue les bactéries

Caractéristiques Désirées Toxicité sélective élevée Doit tuer ou inhiber l’organisme ciblé avec un minimum d’effets dérisoires sur l’hôte Pénicilline: (Toxicité sélective élevée) Cible la paroi cellulaire Cyanure: (Toxicité sélective faible) Cible transport d’e- des eucaryotes/procaryotes

Caractéristiques Désirées (suite) Dose toxique ou létale élevée (DL50) Concentration de l’agent qui est toxique pour l’hôte Pénicilline: (3 000 mg/Kg) Arsenic: (15 mg/Kg) Dose thérapeutique faible Concentration de l’agent nécessaire pour le traitement clinique d’une infection Pénicilline : 12.5 mg/Kg Ail : 300 mg/Kg

L’Indice Thérapeutique Dose toxique/Dose thérapeutique Désire un indice thérapeutique? Élevée

Spectres d’Actions Étroit: Large: Efficacité restreinte à certains types de microorganismes Ex. Agit seulement contre les Gram - Large: Efficace contre une grande diversité de microorganismes Ex. Agit sur les Gram + et -

Cibles des Antibactériens Synthèse de la paroi Les ß-lactamines Vancomycine Membrane plasmique Les polymixines Synthèse d’ADN Les quinolones Traduction Transcription A B Métabolisme Synthèse d’ARN Les macrolides Synthèse des protéines Les aminoglycosides Les macrolides Les tétracyclines Le chloramphénicol Les sulfamides

Modes d’Action Bactériostatique Bactéricide Bactériolytique Compte direct Compte viable # Temps Bactériostatique Inhibe croissance Non létal Réversible Bactéricide Tue Irréversible Bactériolytique Tue Lyse cellulaire Irréversible

Les Bêta-Lactamines Bactériolytiques Inhibent la synthèse de la paroi cellulaire Agissent seulement sur bactéries en croissance! Pénicillines Céphalosporines Carbapenems Monobactames Possèdent tous l’anneau de Bêta-lactamine

Les Pénicillines & Céphalosporines Pénicilline naturelle – pénicilline G Spectre étroit; efficace seulement contre les Gram positifs Aminopénicilline – ampicilline et amoxicilline Spectre large; efficace contre Gram positif et négatif Céphalosporines – Ex. Cefepime & Ceftazidime Développées pour avoir un spectre d’action plus large que les pénicillines

Les Monobactames & Carbapenems Spectre très étroit; inutile contre les Gram positifs et les anaérobies Carbapénemes – dernière génération des bêta-lactamines Spectre très large Efficace contre Gram positifs, négatifs, anaérobies et aérobies

Les Quinolones Bactéricides Inhibent la synthèse de l’ADN Spectre large Effets secondaires: Troubles sévères gastro-intestinaux Ex. Ciprofloxacin

Les Tétracyclines Bactériostatique Inhibe synthèse protéique Spectre large Effets secondaires: Toxicité hépatique Toxicité rénale Déficience vitaminique

Les Macrolides Bactériostatiques Inhibent synthèse protéique Spectre étroit Effets secondaires Diarrhée Dommages hépatiques Ex. Érythromycine & Clarithromycine

Les Aminoglycosides Bactéricides Spectre étroit Inhibent synthèse protéique Haut niveau de toxicité Effets secondaires: Allergies Dommages rénaux Surdité Ex. Gentamycine, streptomycine

Chloramphénicol Bactéricides Spectre étroit Inhibent synthèse protéique Effets secondaires: Seulement utilisés en cas extrêmes Toxicité hématologique

Antibiotiques Glycopeptidiques Structure à base d’acides aminés polycycliques Inhibent synthèse de la paroi Efficaces principalement contre Gram positifs Utilisés en dernier recours Ex. Vancomycine

La Susceptibilité: Essai de Kirby-Bauer Gélose inoculée avec la bactérie test Disques imprégnés d’antibiotiques sont placés sur la gélose Un gradient de concentrations est créé par la diffusion de l’antibiotique dans le milieu Suite à l’incubation, les zones d’inhibitions sont mesurées Les tailles des zones sont comparées à celles établies pour déterminer si l’organisme est susceptible ou résistant

E-test Même principe que l’essai de Kirby-Bauer Utilise une bande de plastique avec un gradient prédéfini d’antibiotique Lecture des résultats est faite directement sur la bande Point d’intersection de la zone d’inhibition avec la bande E Zone d’inhibition Croissance bactérienne

E-test

Déterminer l’Efficacité Concentration Minimale Inhibitrice Culture avec différentes concentrations d’antibiotique 100 50 25 12 6 3 CMI=12μg/ml Concentration Minimale Bactéricide Sous culture sans antibiotique CMB=50μg/ml

Diamètres d’Inhibitions Vs Conc. 27mm = au CMI < 27mm = Conc. > CMI > 27mm = Conc. < CMI Gradient de concentration + -

Pharmacodynamique des Antibiotiques Comportement des antibiotiques in vivo Interaction des antibiotiques avec les bactéries L’antibiotique doit atteindre le site où le microbe réside La concentration de l’antibiotique au site de l’infection doit être au-dessus du CMI L’antibiotique doit occuper un nombre suffisant de sites sur la cible L’antibiotique doit demeurer en contact avec la cible pour une durée suffisante

Concentration des Antibiotiques In Vivo Dose 1 Dose 2 Dose 3 Cmin Cmax CMI t Temps Concentration Creux Cmax: Concentration maximale atteinte pour une dose donnée Cmin: Concentration minimale atteinte entre les doses t: Durée de temps pendant lequel la concentration est maintenue au-dessus du CMI

La Susceptibilité In Vivo Pathogène sensible CMI est plus bas que Cmin Pathogène résistant CMI est plus élevé que Cmax Pathogène de sensibilité intermédiaire CMI se situe entre Cmin et Cmax Combinaison d’antibiotiques recommandée

Exemple Conc. in vivo d’antibiotique “A” Cmin: 5 µg/ml Cmax: 40 µg/ml Donc: CMI ˂ 5 µg/ml = Microorganisme sensible CMI ˃ 40µg/ml = Microorganisme résistant CMI entre 5 -40 µg/ml = microorganisme de susceptibilité intermédiaire