Classification et mode d'action des antibiotiques

CLASSIFICATION ET
MODE D'ACTION DES ANTIBIOTIQUES
D.YALA*, A.S. MERAD** D. MOHAMEDI, M.N. OUAR KORICH*** Un antibiotique est une substance antibactérienne d'origine d'acide cl avulanique et qui agit sur les bactéries pro d u c - biologique, c'est à dire produite par des micro-organismes (champignons microscopiques et bactéries) ou de synthèsechimique et qui est cap able d'inhiber la mu l t i p l i c ation ou Mécanisme d'action des ß lactamines
de détruire d'autres micro-organismes.
Les ß lactamines agissent au niveau de la paroi bactérienne en inhibant la dern i è re étape de la synthèse du pep t i d o - - La Pénicilline est produite par un champignon "penicil- glycane entrainant une lyse bactérienne.
- Le Chloramphénicol est un antibiotique de synthèse chi- LES AMINOSIDES OU AMINOGLYCOSIDES
Les antibiotiques sont définis par leur : Ce sont des hétérosides naturels formés par un ou plusieurs • activité antibactérienne (spectre d'activité), g lycosides liés à un aminocy clitol. Ce sont des antibioti- • toxicité sélective (mode d'action), ques rapidement bactéricides. Il existe plusieurs centaines • activité en milieu organique (pharmacocinétique), de molécules nat u relles et hémi-synthétiques. Elle sont • bonne absorption et diffusion dans l'organisme.
classées par UMEZAWA en 1979 puis par BRYSKIER en1995 en fonction de la structure chimique centrale en trois Classification des antibiotiques
Les antibiotiques peuvent être classés selon plusieurs critè- res : l'origine, la nature chimique, le mécanisme d'action et Tout en adoptant la classification des antibiotiques en gran-des familles, nous étudierons également le mécanisme Mode d'action des aminosides
d'action ainsi que le spectre d'action des différents antibio- Ils perturbent la synthèse des protéines au niveau de la f raction 30S du ribosome entraînant la destruction bac- LES BETA LACTAMINES (Tableau 1)
Le noyau de base est le cycle ß lactame. Les antibiotiques Spectre d'action
de cette famille sont bactéricides.
Le spectre d'action des aminosides est large, agissant surles bacilles Gram négatifs aérobies notamment les entéro- bactéries et sur les bacilles à Gram positif (Listeria).
• G roupe I : il comporte le cy cle ß lactame et un cy cle L'action est inconstante sur les cocci en général. Ils sont thiazoline (ex : spectre étroits peni M et peni V), actifs sur les stap hylococcus aureus sécréteurs de péni- • G roupe II : il comporte un cy cle lactame et un cy cle c i l l i n a s e, sur les cocci à Gram négat i f, Neisseria menin- dihydrothiazine (ex : spectres larges peni A), • G roupe III : il comporte un noyau limité au cy cle ß Ces antibiotiques sont inactifs sur les streptocoques, pneu- lactame (ex : cépholosporines, etc…).
mocoques, les entérocoques et les anaérobies.
Cas particulier : la streptomycine est active sur les myco- En plus de ces trois groupes, il existe des inhibiteurs de ß b a c t é ries. Elle est réservée pour le traitement de la tuber- lactamases tels que Augmentin® composé d'amoxicilline et * S. Tuberculose, Institut Pasteur d ‘Algérie *** Labo. de biologie, EHS El Haddi Flici - El Kettar, Alger ** Labo. G. anaérobies, Institut Pasteur d'Algérie Médecine du Maghreb 2001 n°91
D.YALA, A.S. MERAD, D. MOHAMEDI, M.N. OUAR KORICH Tableau 2 : Classification des aminosides
Dénomination Commune
Dénomination
Indications
Internationale
commerciale
Groupe II
Groupe III
Groupe IV
Groupe VI
PHENICOLES :
Gram positif et les cocci à Gram négatif.
CHLORAMPHENICOL ET THIAMPHENICOL
En Algéri e, ces molécules sont réservées aux tra i t e m e n t sdes fièvres typhoïdes et paratyphoïdes et dans certains cas Choramphénicol
de méningites purulentes à Hemophilus et strep t o c o c c u s Le ch l o ramphénicol est un antibiotique bactéri o s t atique à pneumoniae lorsque des molécules moins toxiques ne sont large spectr e. En Algérie, il est réservé au traitement de la LES TETRACYCLINES
Thiamphénicol
Le thiamphénicol est très voisin chimiquement du chloram-
Les tétracyclines sont bactériostatiques, elles pénètrent bien phénicol, son spectre d'action est similaire.
dans les cellules, ces molécules présentent une gra n d ehomogénéité Mécanisme d'action
On distingue les cy clines nat u relles et les cy clines semi- Les deux molécules sont bactéri o s t atiques. Elles agi s s e n t au niveau de la sous unité 50 S du ribosome. Ceci a pourconséquence une inhibition de la synthèse des protéines.
Cyclines naturelles
Spectre d'activité
Les phénicolés, étant de petites molécules hy d ro p h o b e s ,t rave rsent facilement la membrane ex t e rne et interne desbactéries à Gram négatif.
Cyclines semi-synthétiques
Ainsi le spectre d'activité est très large englobant les bacil- les à Gram positif, les bacilles à Gram négatif, les cocci à Médecine du Maghreb 2001 n°91
La Dox y cy cline et la Minocy cline ont une meilleure acti- LES POLYPEPTIDES
vité in vitro et sont actives sur les souches bactéri e n n e srésistantes aux cyclines naturelles.
Elles ont, de plus, une meilleure absorption digestive et une • Peptides cy cliques représentés par la Cap r é o my c i n e, la Viomycine, la D cycloserine ou D cycloceine, Mécanisme d'action
• G ly c o p eptides représentés par la Va n c o mycine ; la Les tétra cy clines inhibent la synthèse des protéines au Ristocetine et la LY 33332 (anti Staph.MétiR et anti- niveau de la sous unité 30 S du ribosome • G ly c o l i p o p eptides représentés par la telcoplanine ; la Spectre d'activité
C'est avec les tétra cy clines qu'est ap p a ru le terme "à très • L i p o p eptides représentés par la Dap t o mycine (en déve - loppement clinique), la Polymyxine (actif sur BGN), • Polypeptides thiazolidiques : Bacitracine (actif sur cocci • Bacilles à Gram négatif et autres bactéries
Les tétra cy clines sont indiquées pour le traitement des Pa s t e u relloses, Brucelloses, Chlamydioses, Coxielloses, R i ckettsioses, Mycoplasmes, Spiro chètes, Lep t o s p i ra et Ces divers groupes se subdivisent en sous groupes en fonc- tion de leur structure chimique, de l'activité antibactérienne, • Cocci à Gram positif sont souvent résistants,
du mécanisme d'action, de la nature de la cible cellulaire.
• Bacilles à Gram positif
Nous ne détaillerons que la va n c o mycine (groupe III des Les tétracyclines ont une bonne activité, pour la majorité g ly c o p eptides), la teicoplanine (groupe IV des gly c o l i p o - des bacilles à Gram positif aérobies et anaérobies sporu- peptides) et les polymyxines (groupe V des lipopeptides).
lés.
Cependant, la sensibilité in vitro doit être vérifiée.
La vancomycine
• Cocci à Gram négatif
Le chlorhydrate de vancomycine représente le principe actif - Les tétra cy clines restent actives sur Neisseria go n o r- et est administré par voie intra - veineuse uniquement.
r h o e a e, bien que des résistances aient été décrites (Neisseria Gonorhoeae Résistant aux Tétracyclines) - Les Ye rsinia, Haemophilus, Bordetella Pe rtussis et La teicoplanine
Francisella Tularensis sont toujours sensibles ainsi que La molécule est un acide fa i ble soluble dans l'eau et bien les vibrionaceae et Pseudomonas pseudomalei toléré en IV et en IM. Sa grande lipophilie lui permet une - G a rd e n e rella vaginalis est encore sensible aux tétra - meilleure diffusion tissulaire et un relargage lent. Antibioti- cyclines bien que 25% d'entre eux soient résistants.
- La résistance acquise est élevée pour les entero b a c - Mécanisme d'action
téries, cependant les souches hospitalières sont le plus Ces deux molécules n'a gissent que sur les bactéries à Gram souvent résistantes et présentent une résistance croisée positif en inhibant la synthèse du peptidoglycane donc de la avec l'ampicilline et le ch l o ramphénicol, en ce qui - Legionella pneumophila ainsi que les Bacteroides sont Spectre d'activité
Ces molécules ont un spectre d'activité étroit réservé aux • Parasites
bactéries à Gram positif et sont d'usage exclusivement hos- Les tétra cy clines sont actives sur Plasmodium fa l c i p a - rum avec un effet synergique avec la quinine.
Elles sont inactives sur les bactéries à Gram négatif à cause - Candida albicans est sensible à la minocycline.
de leur masse trop grande qui ne leur permet pas de passer Médecine du Maghreb 2001 n°91
D.YALA, A.S. MERAD, D. MOHAMEDI, M.N. OUAR KORICH à travers la membrane externe. Elles sont indiquées dans les • Cocci à Gram négatif (Neisseria, Moraxella catarrhalis), i n fections sévères à cocci à Gram positif résistants aux ß • Bacilles à Gram négatif (Bordetella, Campylobacter et lactamines (Staph Méthi R, Entérocoque).
• Bacilles à Gram positif (Cory n eb a c t é ries, Bacillus La Polymyxine
Ap p a rtient à la famille : peptidiques et au groupe V lipo- • G e rmes anaérobies (Pro p i o n i b a c t é rium acnes, Eubacte- Les lipopeptides se caractérisent par une chaine peptidique • G e rmes intra - c e l l u l a i res (Mycoplasma pneumonae, à laquelle est fixée une chaine lipidique.
On distingue : Polymyxine ß (Polymyxine®) et la Polymy-xine E (Colimycine®).
Germes particuliers
Tréponéma, Legionella pneumophila (excepté pour la spira-
Mode d'action
mycine, la dirithromycine, et l'azithromycine pour lesquel- Agit au niveau de la membrane cytoplasmique bactérienne les il est classé comme modérément sensible), Toxoplasma entraînant l'éclatement de la bactérie.
gondii ; Mycoplasma hominis est uniquement sensible à laspiramycine, la josamycine et la midécamycine.
Spectre d'action
La cl a ri t h ro mycine présente une activité sur Mycobacte- Antibiotique bactéricide à spectre étroit. Il agit sur les enté- ro b a c t é ries et le vibrion ch o l e rae sauf Proteus, Serrat i a ,Providencia.
Espèces résistantes
• Les entéro b a c t é ries sont nat u rellement résistantes aux
MACROLIDES, LINCOSANIDES,
SYNERGISTINES
L ' a z i t h ro mycine possède une activité augmentée sur certaines souches.
Les macrolides
• Les stap hylocoques Méti R, Nocardia, Bacteroides fra - gilis, Pseudomonas spp., Acinetobacter spp. Les macrolides sont des antibiotiques fréquemment utilisésen pratique de ville à cause de leur facilité d'emploi. Il ont Tableau 3 : Classification des macrolides
un spectre étroit, et sont parfaitement actifs sur les germesintracellulaires. Ils ont une excellente pénétration tissulaire Dénomination
Nb de carbone
Stabilité en
Structure
par molécule
milieu gastrique
Internationale
Les macrolides possèdent un noyau lactone central qui est àla base de leur classification, selon le nombre d'atomes de carbone. Ce sont des molécules lipophiles. Mécanisme d'action
Les macrolides agissent en inhibant la synthèse pro t é i q u eb a c t é ri e n n e. Ils se fi xent sur l'unité 50 S du ribosome et bloquent ainsi la réunion du dernier stade de la synthèse. Ils Spectre d'activité
Ces substances ont un spectre relativement étroit limité auxgermes suivants : • Cocci à Gram positif (Streptocoques, Stap hylocoques Médecine du Maghreb 2001 n°91
Les lincosanides
mélange de deux types de molécules: la streptogramine Aet B agissant synergiquement sur le plan bactériologique.
Ce groupe d'antibiotiques comprend la lincomycine (Lin-cocine®) et son dérivé hemisynthétique chloré : la clinda- Structure
mycine (Dalacine®) qui tend à la supplanter.
La structure des synergistines est complexe, elle comprendles strep t ogrammes du groupe A composés de pep t o l i d e s Mode d'action
macrocycliques insaturés subdivisés en fraction Il a et Il b Les lincosanides agissent sur la fraction 50 S du ribosome ou Ml et M2, les streptogramines du groupe B composés de en inhibant la phase initiale de la synthèse protéique. p o ly p eptides subdivisés en plusieurs fa c t e u rs. Pa rmi lessynergistines, on ne retrouve que deux produits : la Pristi- Spectre d'action
Les lincosanides ont un spectre comparable à celui desmacrolides en ce qui concerne les bactéries à Gram positif.
Mode d'action
Elles possèdent une bonne activité sur : Les deux composants des synergistines agissent sur la sous • Cocci à Gram négatif, les anaérobies, unité 50 S du ribosome en bloquant en deux étapes diffé- rentes la synthèse de la chaine peptidique. • S t reptocoques du groupe A, B, non gro u p ables et le Spectre d'activité
• Corynebacterium diphteriae, Nocardia spp. et B. anthracis.
• Cocci et bacilles à Gram positif (Staph Méti R)• Cocci à Gram négatif Les synergistines (Tableau 4)
• Haemophilus spp., Moraxella catarrhalis, Bordetella per- tussis et certaines bactéries à développement intra-cellu- Les synergistines ou streptogramines sont composées d'un Tableau 4 : Composition des synergistines
Dénomination
Complexe anti-bactériene
Composé A
Composé B
commerciale
LES QUINOLONES
• Les quinolones de pre m i è re génération appelés aussi
les quinolones classiques (urinaires)
Structure
Les quinolones ont une structure générale dérivant de l'aci- de dihydro 1,4 oxo 4 quinoleine carboxylique.
La pre m i è re molécule des quinolones est Negra m® ( a c i d e nalidixique). Depuis, plusieurs molécules ont été synthéti- sées pour exalter le pouvoir antibactérien et améliorer les c a ra c t é ristiques pharmacocinétiques. Sch é m atiquement on peut classer les quinolones sur la base de l'étendue duspectre antibactérien et la nature fluorée ou non du squelet- • Les quinolones de deuxième génération
On retrouve dans le groupe les fluoroquinolones : - Les quinolones de première génération - Les quinolones de deuxième génération Médecine du Maghreb 2001 n°91
D.YALA, A.S. MERAD, D. MOHAMEDI, M.N. OUAR KORICH . Sulfaméthizol (Rufol®). Sulfamérazine (Solumedine®) Mode d'action
Les quinolones inhibent la synthèse de l'ADN de la bacté-
• Sulfamides à action intestinale rie en se fixant sur le complexe "ADN-ADN gy rase" en e m p ê chant la réplication et tra n s c ription de l'ADN bacté- Spectre d'activité
Les quinolones de 1ère génération ont à peu près le même spectre d'activité dirigé essentiellement contre les bactéries à Gram négatif excepté Pseudomonas spp.
Les fluoroquinolones ont un spectre élargi, on retrouve les b a c t é ries à Gram négat i f, les cocci à Gram positif dont l ' a c t ivité est 100 à 1000 fois plus élévée que celles desquinolones de 1ère génération (sauf str eptocoques et pneu- Mécanisme d'action
Ils ont une activité bactériostatique. Ils entrent en compé- L ' o fl oxacine et la Cipro fl oxacine ont une activité sur tition avec le PAB bloquant ainsi l'action de la synthétase Les fl u o roquinolones sélectionnent assez facilement des mutants résistant. Ce phénomène est part i c u l i è rement netpour les staphylococcus et pour le Pseudomonas spp. Il est SULFAMIDES
recommandé d'utiliser une association pour préve n i rl ' é m e rgence de ces résistances sur les espèces inconstam-ment sensibles telles que Stap hylococcus, Pseudomonas, Serratia, Proteus, Enterobacter et Klebsielle.
Les diff é rents antibiotiques proposés en association sont les aminosides, les ß lactamines et la fosfomycine.
SULFAMIDES ET ASSOCIATIONS
Les sulfamides
Structure
Ils se constituent d'un noyau paraminobenzène sulfonamide TRIMETHOPRIM
avec un radical R déterminant leur pharmacocinétique etleur cl a s s i fi c ation pratique selon leur durée d'action et/ou Médecine du Maghreb 2001 n°91
Spectre d'activité
Spectre d'activité
• Cocci à Gram positif
Ils ont un large spectre d'action, mais actuellement plus - S t ap hylococcus aureus reste sensible à l'association a l o rs que les stap hylococcus coagulase négat ive sont - Staphylococcus ont une sensibilité variable - E n t e rococcus faecalis et le streptocoque du groupe A - Stretococcus groupe A, B, C et G présentent actuellement doivent être considérés comme résistants - Les str eptocoques B, C et G sont le plus souvent sensi- - Streptococcus pneumoniae a une sensibilité variable, - Enterococcus faecalis est résistant naturellement.
• Bacilles à Gram positif
- Listeria, Actinomycètes sont sensibles, - Les lactobacilles sont naturellement résistants, - C l o s t ridium, Bacillus, nocardia, Actinomyces, Listeria m o n o cy t ogènes ainsi que quelques souches de cory n e - • Cocci à Gram négatif
- N e i s s e ria menigitidis est nat u rellement résistant au t ri m é t h o p rime et a une sensibilité va ri able au sulfa - - N e i s s e ria meningitidis et go n o rrhoeae ont une sensibi- • Bacilles à Gram négatif
- Haemophilus, Pasteurella et vibrio cholerae et Eltor sont - Entérobactéries: sensibilité variable, - Haemophilus, Legionella et pseudomonas pseudomallei - B rucella, Franciella et Bordetella pertussis sont peu LES NITROFURANES
- B o rrelia, lep t o s p i re, Treponemes, Mycoplasmes et Selon la structure chimique on distingue : ASSOCIATION
• Le Nitrifurzide (Furadantine®).
SULFAMETHOXAZOLE-TRIMETHOPRIME
Structure
Spectre d'action : large
Le Tri m e t h o p rime est un inhibiteur des fo l ates. Il ap p a r-tient à la famille des diaminopyrimidines qui sont des anti- • Les nitrofuranes à visée intestinale
bactériens et des antiparasitaires.
- Les bacilles à Gram négatif, entérobactéries • Cocci à Gram positif
Mécanisme d'action (figure 1)
- Giardia, amibe, trichomonas (parasites) Le Trimethoprime agit dans le blocage enzymatique de lasynthèse des folates, juste après les sulfamides.
• Nitrofuranes à visée urinaire
L'association "sulfamide trimethoprime" la plus utilisée est - actifs sur la majorité des entérobactéries à l'exception de le cotrimozaxol Bactrim®. Les deux molécules bloquent la synthèse des folates à deux stade différents, ce qui renforce Cet antibiotique est inactif sur Pseudomonas aeru gi n o - sa, les Proteus, Serratia et Acinetobacter.
L'intérêt de cette association est que les mutants résistants Mode d'action
aux deux composants ap p a raissent moins rapidement et Les nitro f u ranes agissent en perturbant la réplication de l'association a un effet bactéricide.
Médecine du Maghreb 2001 n°91
D.YALA, A.S. MERAD, D. MOHAMEDI, M.N. OUAR KORICH LES 5 NITROIMIDAZOLES
Mode d'action
La novobiocine inhibe la réplication de l'ADN.
Structure
La novobiocine est un antibiotique antistap hy l o c o c c i q u e, Ils font partie d'une famille complexe agissant aussi bien actif sur les cocci à Gram négat i f, les Hemophilus et les sur les bactéries que sur les parasites. On distingue le Tini- LES RIFAMYCINES
Mécanisme d'action
Ils agissent en inhibant la synthèse des acides nu cl é i q u e s
Les ri fa mycines sont constituées d'un macro cy cle et d'un entraînant la mort rapide de la bactérie. Les 5 nitroimida- Spectre d'action
Ils ont un spectre étroit. Ils sont actifs sur les bactéri e s anaérobies et en particulier sur les bacilles à Gram négatif, cocci à Gram négatif, Clostridium et quelques peptostrep-tocoques. Ils n'ont aucune action sur les Pro p i o n o b a c - Mode d'action
terium, Actinomyces aérotolérant, et autres bacilles à Gram Les ri fa mycines agissent en bloquant la tra n s c ription par Ils agissent sur Gardnerella vaginalis et Hélicobacter pylori.
Spectre d'activité
ACIDE FUSIDIQUE
La Rifa mycine SV et la Rifampicine sont bactéricides ;elles ont une excellente activité sur les ge rmes à Gra m L'acide fusidique (Fucidine) est un antibiotique stéroidien.
positif ( staphylococcus et entérocoques).
En Algérie, la rifampicine est réservée au traitement de la Mode d'action
L'acide fusidique agit sur la synthèse des protéines.
Spectre d'activité
LES ANTITUBERCULEUX
C'est un antibiotique antistap hylococcique majeur. Il estactif sur les staphylocoques Méti S. et Méti R.
Les antituberculeux sont caractérisés par leur pouvoir bac-téricide sur le bacille de Koch (B.K.).
NOVOBIOCINE
En Algéri e, la Rifa m p i c i n e, l'Isoniazide, l'Ethambutol, la La novobiocine est un dérivé de la coumarine comport a n t S t rep t o mycine et la Pyrazinamide sont réservés au tra i t e - en outre dans sa formule un phénol substitué et un sucre le ment de la tuberculose (émergence de mutants R chromo- BIBLIOGRAPHIE
Médecine thérapeutique, Hors série, Vol 3 Janvier 1997.
LEMINOR L., VERON MBactériologie médicale MICHEL BOURIN - MICHEL LIEVRE - HERVE ALLAIN Médecine du Maghreb 2001 n°91

Source: http://mas.stephanie.free.fr/microbiologie_bio2/atb.pdf