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Diffusion des antibiotiques et de leurs effets dans les communautés bactériennes tissulaires - 06/04/13

Doi : 10.1016/j.antinf.2013.01.002 
E. Batard a, , F. Jamme b, c, M. Réfrégiers c, G. Potel a
a EA3826, thérapeutiques cliniques et expérimentales des infections, faculté de médecine, université de Nantes, 1, rue Gaston-Veil, 44000 Nantes, France 
b Synchrotron Soleil, SMIS Beamline, L’Orme des Merisiers, 91190 Gif-sur-Yvette, France 
c Synchrotron Soleil, DISCO Beamline, L’Orme des Merisiers, 91190 Gif-sur-Yvette, France 

Auteur correspondant.

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Résumé

Contexte

Les bactéries croissent dans certains tissus et en particulier dans la végétation d’endocardite, sous forme de communautés dont le diamètre mesure jusqu’à plusieurs dizaines de μm. Le métabolisme bactérien varie entre les masses bactériennes de la végétation (MBV) et au sein même d’une MBV. La diffusion des antibiotiques et la distribution spatiale de leurs effets au sein de la MBV sont largement méconnues. Deux mécanismes pourraient protéger des antibiotiques les bactéries situées au centre des MBV : une diffusion insuffisante de l’antibiotique et un métabolisme bactérien ralenti.

Méthodes et résultats

Diverses techniques permettent d’étudier le métabolisme des MBV : incorporation de métabolites radiomarqués, microscopie électronique, microscopie confocale avec marquage de gène bactérien par green fluorescent protein, microspectroscopie de masse, microspectroscopie Raman confocale. La microspectroscopie infrarouge à rayonnement synchrotron permet l’étude de la structure biochimique des MBV, et donc l’effet des antibiotiques sur ces dernières. Elle a ainsi permis de montrer qu’un traitement de 48heures par vancomycine provoque des modifications biochimiques plus marquées en périphérie des MBV qu’en leur zone centrale. La microspectroscopie de fluorescence UV à rayonnement synchrotron permet d’imager la diffusion d’antibiotiques autofluorescents dans les MBV. Elle a permis de montrer que l’ofloxacine diffuse de façon homogène au sein des MBV.

Conclusion

Le développement rapide de différentes techniques de microscopie et de microspectroscopie permet d’envisager l’étude systématique de la diffusion des antibiotiques et de leurs effets au sein des communautés bactériennes tissulaires.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Summary

Background

When growing in certain tissues, for example in endocarditis vegetation, bacteria form communities. Bacterial metabolism may vary between vegetation bacterial masses (VBMs), and between peripheral and central areas of VBMs. The center of VBMs is at risk to escape to antibiotic treatments because of two hypothetical mechanisms: low antibiotic concentrations and reduced metabolic activity.

Methods and results

Several techniques may be used to study the metabolism of VBMs: radiolabeled metabolite incorporation, electronic microscopy, confocal laser fluorescence microscopy using a reporter gene, mass microspectroscopy and confocal Raman microspectroscopy. Synchrotron radiation infrared microspectroscopy allows to study the biochemical structure of VBMs. It was used to show that a 2-day treatment by vancomycin alters the biochemical structure of VBMs, and that these alterations are more intense in VBM peripheral area than in its core. Synchrotron radiation UV fluorescence microspectroscopy is a useful tool to study the diffusion of fluorescent antibiotics in VBMs, and has been used to show that ofloxacin diffuses homogeneously in VBMs.

Conclusion

Fast development of techniques of microscopy and microspectroscopy allows to study in a systematic way the diffusion of antibiotics and the spatial distribution of their effects in tissue bacterial communities.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Mots clés : Communauté bactérienne, Endocardite, Végétation, Diffusion, Antibiotique, Microscopie, Microspectroscopie, Synchrotron, Spectroscopie infrarouge, Fluorescence

Keywords : Bacterial community, Endocarditis, Vegetation, Diffusion, Antibacterial agent, Microscopy, Microspectroscopy, Synchrotron, Infrared spectroscopy, Fluorescence


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Vol 15 - N° 1

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