Antibiofilm et effets antibactériens de certaines molécules de chitosane sur des isolats de Staphylococcus aureus associés à la mammite bovine

Citation

Asli, A., Brouillette, E., Ster, C., Ghinet, M.G., Brzezinski, R., Lacasse, P., Jacques, M., Malouin, F. (2017). Antibiofilm and antibacterial effects of specific chitosan molecules on Staphylococcus aureus isolates associated with bovine mastitis. PLoS ONE, [online] 12(5), http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0176988

Résumé en langage clair

Staphylococcus aureus est un des principaux pathogènes à l’origine des infections intramammaires (IIM) et des mammites chez les bovins. La mammite est la principale cause d’utilisation d’antibiotiques dans les exploitations laitières, mais on observe souvent un échec thérapeutique. Les biofilms bactériens sont une des causes du manque d’efficacité de l’antibiothérapie malgré la sensibilité observée des isolats bactériens in vitro. Dans cette étude, nous avons étudié l’activité antibiofilm et antibactérienne de préparations de chitosane de différentes masses moléculaires dans des modèles in vitro et in vivo associés aux IIM à S. aureus. La plupart des chitosanes ont une bonne activité antibactérienne. Les formes moyenne et lourde ont empêché la production de biofilms par S. aureus. Cependant, l’administration intramammaire du chitosane le plus lourd a provoqué une inflammation des glandes mammaires. Enfin, l’administration intramammaire du chitosane de 2,6 kDa seul ou en combinaison avec l’antibiotique tilmicosine a réduit la colonisation des glandes mammaires dans un modèle d’IIM murin. Nos résultats semblent indiquer que l’utilisation du chitosane seul ou en combinaison avec une faible dose d’antibiotique pourrait contribuer à réduire l’utilisation d’antibiotiques dans les exploitations laitières.

Résumé

©Asli et coll., 2017. Il s’agit d’un article en libre accès diffusé selon les termes de la Creative Commons Attribution License, qui autorise l’utilisation, la distribution et la reproduction sans restriction sur tout support, à condition que l’auteur original et la source soient mentionnés. Staphylococcus aureus est un des principaux pathogènes responsables des infections intramammaires (IIM) et des mammites chez les bovins. La mammite est la principale cause d’utilisation d’antibiotiques dans les exploitations laitières, mais on observe souvent un échec thérapeutique. Les biofilms bactériens sont une des causes du manque d’efficacité de l’antibiothérapie malgré la sensibilité observée des isolats bactériens in vitro. Dans cette étude, nous avons utilisé des chitosanes de masse moléculaire bien définie (0,4-0,6; 1,3; 2,6 et 4,0 kDa) et nous avons étudié leur activité antibiofilm et antibactérienne dans des modèles in vitro et in vivo associés aux IIM à S. aureus. Un chitosane d’au moins 6 unités de glucosamine était nécessaire pour une activité antibactérienne maximale. Les formes de 2,6 et 4,0 kDa ont permis d’empêcher la production de biofilm par la souche S. aureus 2117, hyperproductrice de biofilm, et un SARM (S. aureus résistant à la méthicilline) bovin. L’administration intramammaire du chitosane de 2,6 kDa n’a montré aucun effet indésirable chez la souris ou la vache, contrairement au léger effet inflammatoire observé dans les glandes mammaires avec le dérivé de 4,0 kDa. Le chitosane de 2,6 kDa a tué les bactéries incorporées dans des biofilms préétablis de manière dose-dépendante avec une réduction > 3 log10 UFC à 4 mg/ml. Celui-ci pourrait également empêcher la persistance du SARM internalisé dans la lignée de cellules de l’épithélium mammaire MAC-T. Un essai in vitro effectué selon la méthode du schéma carré a montré que le chitosane de 2,6 kDa produisait une synergie avec les antibiotiques de la classe des macrolides (par exemple, la tilmicosine) et réduisait la CMI des deux molécules de 2à 8 fois. Enfin, l’administration intramammaire du chitosane de 2,6 kDa seul (p < 0,01) ou en combinaison avec la tilmicosine (p < 0,0001) a réduit la colonisation des glandes mammaires dans un modèle murin d’IIM. Nos résultats laissent supposer que l’utilisation du chitosan seul ou en combinaison avec une faible dose de macrolide pourrait contribuer à réduire l’utilisation d’antibiotiques dans les exploitations laitières.

Date de publication

2017-05-01

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