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MCR-1

Le gène de résistance à la colistine mobilisé (mcr-1, sigle anglais) confère une résistance à la colistine à médiation plasmidique, un des nombreux antibiotiques de dernier recours pour le traitement des infections à Gram négatif. mcr-1 est capable de transfert horizontal entre différentes souches d'une espèce bactérienne. Après sa découverte en novembre 2015 dans E. coli (souche SHP45) d'un cochon en Chine, le gène a également été trouvé dans Escherichia coli, Salmonella enterica, Klebsiella pneumoniae, Enterobacter aerogenes et Enterobacter cloacae. Au moment de 2017, il a été détecté dans plus de 30 pays sur 5 continents en moins d’un an.

E. coli, la bactérie dans laquelle MCR-1 a été identifiée pour la première fois.

Description

Le gène "de résistance mobilisée à la colistine" (mcr-1) confère une résistance à la colistine, une polymyxine et à l'un des nombreux antibiotiques de dernier recours utilisés par les plasmides pour traiter les infections[1] - [2]. Le gène est présent chez au moins dix espèces d'entérobactéries : Escherichia coli, Salmonella, Klebsiella pneumoniae, Enterobacter aerogenes, Enterobacter cloacae, Cronobacter sakazakii, Shigella sonnei, les espèces Kluyvera, Citrobacter, et Raoultella orithinolytica. Le gène mcr-2 est une variante rare de mcr-1 et ne se trouve qu'en Belgique. Des variants supplémentaires, mcr-3, mcr-4 et mcr-5, ont été identifiés dans E. coli et Salmonella[3].

mcr-1 est le premier gène de résistance à la polymyxine connu pour être capable de transfert horizontal entre différentes souches d'une espèce bactérienne[1].

Le mécanisme de résistance du gène MCR est une transférase phosphatidyléthanolamine. L'enzyme transfère un résidu de phosphoéthanolamine au lipide A présent dans la membrane cellulaire des bactéries à Gram négatif. Le lipide A modifié a une affinité beaucoup plus faible pour la colistine et les polymyxines apparentées, ce qui entraîne une activité réduite de l'antimicrobien. Ce type de résistance est appelé modification de cible[4].

Découverte et diffusion géographique

Le gène a été découvert en premier sur E. coli (souche SHP45), en Chine, chez un porc en et publié en [5] - [6]. Il a été identifié par des chercheurs indépendants sur des échantillons humains provenant de Malaisie, de Chine[1], d'Angleterre[7] - [8], d'Écosse et des États-Unis[9].

En , une femme de 49 ans a demandé des soins médicaux dans une clinique de Pennsylvanie pour des symptômes d'infection urinaire. La PCR d'un isolat d' E. Coli cultivé à partir de son urine a révélé le gène mcr-1 pour la première fois aux États-Unis [10] et le CDC a envoyé une alerte aux établissements de santé. Au cours des douze mois suivants, quatre personnes supplémentaires auraient été infectées par une bactérie porteuse de mcr-1[11].

Au moment de , le mcr-1 a été détecté en moins d'un an dans plus de 30 pays sur 5 continents [12] et il semble se propager dans les hôpitaux en Chine[13]. Entre et , la prévalence dans cinq provinces chinoises était de 15% dans les échantillons de viande crue et de 21% chez les animaux destinés à la consommation humaine pour la période 2011-2014, et de 1% chez les personnes hospitalisées pour infection[1].

Origines

En utilisant des analyses génétiques, les chercheurs pensent avoir montré que les origines du gène étaient dans une ferme porcine chinoise où la colistine était couramment utilisée[14] - [15].

Inhibition

Étant donné l’importance de mcr-1 pour permettre aux bactéries d’acquérir une résistance à la polymyxine, la MCR-1 (la protéine codée par mcr-1) constitue actuellement une cible d’inhibition pour le développement de nouveaux antibiotiques[16]. Par exemple, il a été démontré que l'acide éthylènediaminetétraacétique, un agent chélatant les métaux, inhibe la MCR-1, puisqu'il s'agit d'une enzyme dépendante du zinc[4]. Des analogues de substrat, tels que l'éthanolamine et le glucose, inhibent également le MCR-1[17]. L’utilisation d’un régime combiné d'antibiotiques s’est révélée capable de vaincre la résistance provoquée par le mcr-1, bien que le mécanisme d’action puisse ne pas viser directement la protéine MCR-1[18].

Voir Ă©galement

Références
  1. « Emergence of plasmid-mediated colistin resistance mechanism MCR-1 in animals and human beings in China: a microbiological and molecular biological study. », Lancet Infect Dis, vol. 16, no 2,‎ , p. 161–8 (PMID 26603172, DOI 10.1016/S1473-3099(15)00424-7)
  2. Reardon, « Spread of antibiotic-resistance gene does not spell bacterial apocalypse — yet », Nature,‎ (DOI 10.1038/nature.2015.19037, lire en ligne)
  3. « Towards Understanding MCR-like Colistin Resistance », Trends in Microbiology, vol. 26, no 9,‎ , p. 794–808 (PMID 29525421, DOI 10.1016/j.tim.2018.02.006)
  4. Hinchliffe, Yang, Portal et Young, « Insights into the Mechanistic Basis of Plasmid-Mediated Colistin Resistance from Crystal Structures of the Catalytic Domain of MCR-1 », Scientific Reports, vol. 7,‎ , p. 39392 (ISSN 2045-2322, DOI 10.1038/srep39392)
  5. « Newly Reported Gene, mcr-1, Threatens Last-Resort Antibiotics », Antibiotic/Antimicrobial Resistance: AR Solutions in Action, Centers for Disease Control and Prevention,
  6. « Dissemination and Mechanism for the MCR-1 Colistin Resistance », PLOS Pathogens, vol. 12, no 11,‎ , e1005957 (PMID 27893854, PMCID 5125707, DOI 10.1371/journal.ppat.1005957)
  7. Schnirring, « More MCR-1 findings lead to calls to ban ag use of colistin », CIDRAP News, CIDRAP — Center for Infectious Disease Research and Policy, (consulté le )
  8. McKenna, « Apocalypse Pig Redux: Last-Resort Resistance in Europe », Phenomena (consulté le )
  9. The U.S. Military HIV Research Program (MHRP), « First discovery in United States of colistin resistance in a human E. coli infection », ScienceDaily (consulté le )
  10. Wappes, « Highly resistant MCR-1 'superbug' found in US for first time », CIDRAP News, CIDRAP — Center for Infectious Disease Research and Policy, (consulté le )
  11. « Tracking mcr-1 », Antibiotic/Antimicrobial Resistance: Biggest Threats, Centers for Disease Control and Prevention,
  12. « mcr-1-Harboring Salmonella enterica Serovar Typhimurium Sequence Type 34 in Pigs, China », Emerging Infectious Diseases, vol. 23, no 2,‎ , p. 291–295 (PMID 28098547, PMCID 5324782, DOI 10.3201/eid2302.161543)
  13. Dall, « Studies show spread of MCR-1 gene in China », CIDRAP News, CIDRAP — Center for Infectious Disease Research and Policy,
  14. (en) David Nield, « A Dangerous Antibiotic-Resistant Gene Has Spread The World. We Now Know Where It Started », Science Alert,‎ (lire en ligne)
  15. (en) Wang, Dorp, Shaw et Bradley, « The global distribution and spread of the mobilized colistin resistance gene mcr-1 », Nature Communications, vol. 9, no 1,‎ (ISSN 2041-1723, PMID 29563494, DOI 10.1038/s41467-018-03205-z, lire en ligne)
  16. Son, Huang, Squire et Leung, « MCR-1: a promising target for structure-based design of inhibitors to tackle polymyxin resistance », Drug Discovery Today, vol. 24,‎ , p. 206–216 (PMID 30036574, DOI 10.1016/j.drudis.2018.07.004)
  17. Wei, Song, Shi et Zhou, « Substrate analog interaction with MCR-1 offers insight into the rising threat of the plasmid-mediated transferable colistin resistance », FASEB Journal, vol. 32, no 2,‎ , p. 1085–1098 (PMID 29079699, DOI 10.1096/fj.201700705R)
  18. MacNair, Stokes, Carfrae et Fiebig-Comyn, « Overcoming mcr-1 mediated colistin resistance with colistin in combination with other antibiotics », Nature Communications, vol. 9,‎ , p. 458 (PMID 29386620, PMCID 5792607, DOI 10.1038/s41467-018-02875-z)
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