Molecular Characterization and Antimicrobial Resistance of Uropathogenic Bacteria Among Elderly Residents of Nursing Care Homes in Accra, Ghana

Résumé technique : Caractérisation moléculaire et résistance aux antimicrobiens des bactéries uropathogènes chez les résidents âgés de maisons de soins infirmiers à Accra, Ghana

Énoncé du problème
Les infections urinaires (IU) représentent un fardeau sanitaire important pour les personnes âgées, particulièrement celles résidant dans des structures de soins institutionnels. Dans les pays en développement comme le Ghana, le fardau de la résistance aux antimicrobiens (RAM) est exacerbé par des options de traitement limitées et l'utilisation indiscriminée d'agents antimicrobiens. Bien que Escherichia coli soit le principal agent étiologique des IU communautaires et nosocomiales, on observe une inquiétude croissante concernant l'émergence de uropathogènes multirésistants (MDR) et de souches productrices de bêta-lactamases à spectre étendu (BLSE). Les méthodes microbiologiques conventionnelles manquent souvent de la précision nécessaire pour différencier des bactéries phénotypiquement identiques ou pour caractériser pleinement la diversité génétique et les mécanismes de résistance de ces pathogènes. Cette étude répond au besoin de caractérisation moléculaire des uropathogènes et de l'évaluation de leurs profils de résistance parmi les résidents âgés des maisons de soins infirmiers à Accra, Ghana.

Méthodologie
L'étude a été menée entre décembre 2022 et décembre 2024 auprès de 118 résidents âgés (âgés de 55 à 100 ans) provenant de cinq maisons de soins infirmiers à Accra.

• Collecte d'échantillons et diagnostic : Des échantillons d'urine de milieu de jet au réveil ont été collectés et analysés par test sur bandelette (estérase leucocytaire et nitrites) et par microscopie. L'IU a été confirmée par culture sur plaques CLED, MacConkey et Gélose au sang, une croissance significative étant définie comme $\ge 10^5$ UFC/mL.
• Identification des pathogènes : Les isolats ont été identifiés par tests biochimiques, spectrométrie de masse MALDI-TOF et séquençage du gène de l'ARNr 16S. Les séquences ont été alignées et des arbres phylogénétiques ont été construits selon la méthode du maximum de vraisemblance (modèle Tamura-Nei) dans le logiciel MEGA XI.
• Caractérisation moléculaire :
  • Virulence et phylogénie : Les isolats d'E. coli ont été criblés par PCR multiplex pour les gènes de virulence (papE, sfa, sfas, afa, allele II) et le groupement phylogénétique (Groupes A, B1, B2, D) par PCR triplex.
  • Détection des BLSE : Tous les isolats bactériens ont été criblés pour 10 gènes spécifiques de BLSE (blaTEM, blaSHV, blaMA, blaCTX-M-825, blaCTX-M-914, blaCMY-1, blaCMY-2, blaOXA-1, blaOXA-2 et CF) par PCR.
• Test de sensibilité aux antimicrobiens (TSA) : La méthode de diffusion par disque de Kirby-Bauer a été employée conformément aux directives CLSI 2023 pour tester la résistance contre 10 antibiotiques, incluant les carbapénèmes, les céphalosporines, les fluoroquinolones et les aminoglycosides.

Résultats clés

• Prévalence et distribution des pathogènes : Sur 118 échantillons, 34 (28,8 %) se sont révélés positifs pour une IU. Les pathogènes prédominants étaient des bactéries Gram négatif : E. coli (38,2 %), Klebsiella pneumoniae (20,6 %), Proteus mirabilis (20,6 %) et Enterobacter cloacae (11,8 %). Les isolats Gram positif comprenaient Acinetobacter junii (5,9 %) et Bacillus cereus (2,9 %).
• Diversité génétique : Le séquençage de l'ARNr 16S a révélé des degrés variables de parenté génétique. Les isolats d'E. coli ont montré un regroupement étroit avec les souches de référence de l'NCBI (valeurs de bootstrap 80–100), bien que certains présentent une divergence évolutive unique. P. mirabilis et B. cereus ont démontré une haute conservation génétique, tandis que les isolats de K. pneumoniae ont affiché une phylogénie complexe avec des longueurs de branches plus importantes, indiquant une diversité intra-espèce et une adaptation locale.
• Virulence et phylogénie d'E. coli : Parmi les isolats d'E. coli, le gène sfas était le facteur de virulence le plus prévalent (40,8 %), suivi de sfa (25,9 %), papE (18,5 %), afa (11,1 %) et allele II (3,7 %). L'analyse phylogénétique a classé la majorité des isolats dans le groupe B2 (38,4 %) et le groupe D (30,8 %), qui sont associés aux E. coli pathogènes extra-intestinaux (ExPEC).
• Antimicrobienne Résistance : Des taux de résistance élevés ont été observés à travers plusieurs classes.
  • E. coli a montré une forte résistance à la cépépime (84,6 %) et à l'azithromycine (76,9 %).
  • K. pneumoniae a présenté une résistance de 100 % à l'imipénem et une forte résistance à l'ertapénem et à la cépépime (85,7 %).
  • P. mirabilis et E. cloacae ont également démontré une résistance significative aux carbapénèmes et aux céphalosporines.
  • A. junii et B. cereus ont montré une résistance totale à plusieurs antibiotiques testés, notamment l'ertapénem et la cépépime.
• Portage de BLSE : Un total de 189 gènes de BLSE a été détecté à travers les isolats. Les gènes les plus prévalents étaient blaTEM et blaCTX-M-825 (16 détections chacun), suivis de blaSHV (15) et blaCMY-1 (13). E. coli portait les 10 gènes de BLSE criblés, tandis que K. pneumoniae et P. mirabilis n'étaient dépourvus que de blaMA.

Signification et affirmations
Les auteurs affirment que cette étude souligne l'importance critique de la surveillance moléculaire de routine des uropathogènes au sein des structures de soins infirmiers à Accra. La recherche fournit des informations cruciales sur l'épidémiologie moléculaire de ces pathogènes, révélant une forte prévalence d'organismes multirésistants et divers mécanismes de résistance, particulièrement parmi les uropathogènes Gram négatif.

L'étude affirme que les profils de résistance observés, incluant la résistance aux carbapénèmes de dernier recours (imipénem) et la présence généralisée de gènes de BLSE, indiquent une incidence alarmante de souches hautement résistantes chez cette population vulnérable. Les auteurs concluent que ces résultats nécessitent un besoin urgent de données de surveillance spécifiques à la population pour éclairer les directives de traitement fondées sur des preuves. Ils recommandent la mise en œuvre de programmes de gestion des antimicrobiens et le renforcement des mesures de prévention et de contrôle des infections pour améliorer les résultats de santé chez les personnes âgées en institution. L'article ne propose pas de nouvelles applications expérimentales mais appelle plutôt à des interventions politiques et cliniques basées sur les profils moléculaires et de résistance documentés.