Prevalence, circulation and characterization of multiresistant bacteria in Burkina Faso
Prévalence, circulation et caractérisation des bactéries multirésistantes au Burkina Faso
Résumé
Antibiotic resistance is a major public health issue, particularly in developing countries where health conditions are still inadequate and antibiotic use is often unjustified and not properly regulated. The main objective of this thesis was to study the prevalence, spread and genetic features of multi-resistant bacteria (MRB) in Burkina Faso, a developing country. This work allows better understanding MRB spread in this country and gives essential information for the development of public health policies. This is the first study in this region and this thesis is therefore an original and informative work. Starting from a review of the literature data on the issue of MRB emergence in West Africa, the specific objectives are: i) to study the prevalence and to characterize phenotypically and genotypically the extended-spectrum beta lactamases (ESBL) in enterobacterial samples isolated from healthy carriers and during the clinical phase of infection; ii) to assess the sensitivity of such enterobacterial samples to carbapenem drugs; iii) to document the prevalence of nasal carriage of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and to molecularly characterize all S. aureus isolates. Samples were collected by the public health services of three Burkina Faso University Hospital Centers (UHC) and were then cultured at the Laboratory of Bacteriology of Montpellier UHC [total n= 594 isolates of which 522 were Enterobacteriaceae isolates (214 from healthy carriers and 308 from patients with clinical infection) and 72 S. aureus isolates]. Bacterial species were identified by MALDI-TOF mass spectrometry. Antibiotic sensitivity was tested using the agar diffusion method. ESBL and carbapenemases in enterobacterial isolates were identified using molecular methods (PCR amplification and sequencing). S. aureus isolates were genetically characterized by using DNA arrays. This work shows that in Burkina Faso, ESBL-producing enterobacterial strains are frequent both in healthy carriers and hospitalized patients and that previous antibiotic use or hospitalizations are risk factors for colonization. Among the ESBL-producing enterobacterial strains, Escherichia coli was the predominant species and most ESBL-producing isolates were CTX-M-15, followed by CTX-M-14, 27 and SHV-12. The analysis of the E. coli phylogenetic groups suggests a plasmid-mediated spread of CTX-M-15 genes and not linked to an epidemic clone. Moreover, E. coli strains that produce the carbapenemase OXA-181 and with an IncX3-type plasmid have been identified. Concerning S. aureus, the rate of nasal carriage was classical with a low prevalence of MRSA. Among the S. aureus nasal samples, a high proportion of virulence genes (Panton Valentin leukocidin and EDIN) was detected. This constitutes an important risk of severe disease during clinical infection. The genetic analysis of the S. aureus isolates showed great clone diversity. These data are essential for understanding MRB epidemiology in Burkina Faso and represent a base for fighting and controlling resistant pathogens. In conclusion, these first studies carried out in Burkina Faso allow defining the future research perspectives and strategies to be developed for controlling the emergence and spread of these MRB.
La résistance aux antibiotiques demeure un problème majeur de santé publique particulièrement dans les pays en voie de développement (PVD) où les conditions d’hygiène sont encore précaires et où l’utilisation des antibiotiques est souvent abusive et très peu contrôlée. Cette thèse a pour objectif principal d’étudier la prévalence, la circulation et la caractérisation génétique des bactéries multirésistantes (BMR) dans un PVD, le Burkina Faso. Ce travail permet de mieux comprendre la propagation de ces BMR dans ce pays et de donner des informations indispensables pour les services de santé publique. Dans cette région, c’est la première étude du genre et cette thèse représente donc un travail original et informatif. A partir d’une revue de la littérature réalisée sur la problématique de l’émergence des BMR en Afrique de l’ouest, les objectifs spécifiques sont : i) d’étudier la prévalence et la caractérisation phénotypique et génotypique des bêta-lactamases à spectre élargi (BLSE) chez les entérobactéries isolées en portage et dans les processus infectieux ; ii) d’évaluer la sensibilité des entérobactéries aux carbapénèmes ; iii) de documenter la prévalence du portage nasal de Staphylococcus aureus (SAUR) résistant à la méticilline (SARM) ainsi que d’effectuer la caractérisation moléculaire les isolats de SAUR. Les isolats ont été prélevés par les services de santé publique au sein des 3 CHU du Burkina et ont été remis en culture au laboratoire de bactériologie du CHU de Montpellier [un total de 594 souches, 522 entérobactéries (214 en portage et 308 dans les processus infectieux) et 72 SAUR]. L’identification des espèces bactériennes repose sur la spectrométrie de masse MALDI-TOF. L’évaluation de la sensibilité aux antibiotiques s’appuie sur la méthode de diffusion en milieu gélosé. Les BLSE et les carbapénémases chez les entérobactéries sont identifiées par méthodes moléculaires (PCR et séquençage) et la caractérisation génétique des isolats de SAUR par une technique de puce à ADN. Au Burkina Faso, les points importants sont : des taux très élevés en portage et dans les infections d’entérobactéries sécrétrices de BLSE en hospitalier et en communautaire; les antécédents de consommation d’antibiotiques ou d’hospitalisation sont des facteurs de risque de portage ; par les isolats BLSE, Escherichia coli est l’espèce prédominante ; la majorité des BLSE sont des CTX-M-15, suivi de CTX-M-14, 27 et SHV-12 ; l’étude des phylogroupes d’E. coli suggère une expansion des gènes CTX-M-15 d’origine plasmidique et non liée à une épidémie de clone ; des isolats d’E. coli producteurs de carbapénémase OXA-181 avec un support génétique plasmidique de type IncX3 sont identifiés. On observe un taux de portage nasal de SAUR classique avec une très faible prévalence de SARM ; on note dans une forte proportion des gènes de virulence (Leucocidine de Panton Valentin et du facteur EDIN) parmi les SAUR en portage constituant des facteurs de risques de gravité lors des infections ; l’analyse génétique des isolats de SAUR montre une grande diversité de clones. Les études de prévalence et de génétiques apportent des informations fondamentales pour l’épidémiologie des BMR, base indispensable pour appréhender la lutte et le contrôle de ces organismes pathogènes résistants. En conclusion, ces premières études réalisées au Burkina permettent de définir les perspectives de recherche et les stratégies à développer pour le contrôle l’émergence et la diffusion de ces BMR.
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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