Évaluation de l'acquisition de la résistance à la colistine chez Escherichia coli O149 chez le porc

Abstract

La diarrhée post-sevrage est une maladie d’importance dans l’industrie porcine et est principalement causée Escherichia coli O149. Le traitement habituellement utilisé est la néomycine. Cependant, en raison de l’antibiorésistance, les vétérinaires se tournent vers la colistine sulfate (CS). La CS lie les lipopolysaccharides (LPS) et provoque un déplacement des cations divalents causant la formation de pores entrainant la mort cellulaire. Le système à deux composantes PmrA/PmrB est le plus incriminé dans la résistance à la colistine en ajoutant un groupement 4-amino-4-déoxy-L-arabinose (L-Ara4N) au lipide A des LPS, augmentant ainsi la charge du LPS et diminuant son affinité pour la CS. L’objectif principal est d’évaluer l’acquisition de la résistance à la CS d’E. coli in vitro et dans un modèle in vivo. Nous avons utilisé des souches associées à des cas cliniques d’E. coli O149 et avons créé 22 mutants résistants à la CS. La concentration minimale inhibitrice (CMI) a été mesurée par une méthode de double dilution et comparée au seuil de résistance. Suite au séquençage des gènes pmrA/pmrB, nous avons identifié sept nouveaux polymorphismes, trois dans PmrA : A80V, N128I, S144G et quatre dans PmrB : V87E, D148Y, D148V et T156M. Pour l’essai in vivo, nous avons suivi une souche expérimentale ETEC:F4 (E. coli O149) et isolé des E. coli de la flore commensale. Le séquençage des gènes pmrA et pmrB de ces isolats a montré un polymorphisme spécifique, G15R et T156M respectivement. Cependant, plusieurs souches récoltées possédaient une résistance à la CS, mais sans polymorphisme de PmrA/PmrB, suggérant d’autre(s) mécanisme(s) de résistance.

Post-weaning diarrhea is an important swine disease in Québec mainly caused by Escherichia coli O149. The most frequent treatment used is neomycin, but due to antimicrobial resistance to this antibiotic, veterinarians often use colistin sulfate (CS). CS binds the lipopolysaccharides (LPS) and causes a displacement of divalent cations causing pore formation in the membrane, leading to cellular death. The two component system PmrA/PmrB is the most frequently associated with CS resistance in E. coli by adding à L-Ara4N group to the LPS, increasing its charge, reducing affinity for CS. The main objective of this study was to investigate the genetic polymorphism in pmrA/pmrB genes in E. coli strains acquired in vitro and in an infectious model of post-weaning diarrhea in piglets. For the in vitro assay, we used swine clinical E. coli strains resistant to neomycin isolated from 2008 to 2011. We created 22 mutants resistant to CS. MIC was determined by standard double dilution method and compared to the EUCAST breakpoint. By sequencing the genes pmrA and pmrB, we identified seven new genetic polymorphisms, 3 were in PmrA: A80V, N128I, S144G and 4 in pmrB gene: V87E, D148Y, D148V, T156M. For the in vivo assay, we followed the experimental infection ETEC:F4 E. coli strain and commensal E. coli isolates through a post-weaning infectious model. Sequencing of pmrA and pmrB showed two polymorphisms G15R and T156M, respectively. Many E. coli strains acquired in vitro and in vivo resistance to colistin without mutation in pmrA/pmrB suggesting other(s) mechanism(s) of resistance to this antibiotic.