Étude de l'activité inhibitrice de nouvelles bêta-lactamines contre les bactéries à Gram négatif et positif

L’augmentation de la prévalence des infections causées par des microorganismes multirésistants pèse sur la conscience des scientifiques depuis longtemps. S’il y a quelques décennies une nouvelle molécule antibiotique était découverte tous les dix ans, ce n’est plus le cas aujourd’hui. Parmi les découvertes notables se retrouvent les β-lactamines. Les molécules composant cette classe d’antibiotiques agissent en inhibant avec plus ou moins d’affinité les penicillin-binding proteins. Ces enzymes sont responsables de la formation du peptidoglycane; une structure essentielle pour le maintien de l’intégrité bactérienne. Leur efficacité, leur basse toxicité et leur large spectre d’activité envers plusieurs espèces bactériennes en font les antibiotiques de première ligne pour le traitement de multiples infections dans le monde. Or, cette surutilisation entraîne l’augmentation du nombre de molécules antibiotiques maintenant devenues inefficaces à la suite du développement de résistances bactérienne et force la recherche de nouvelles alternatives. Deux stratégies ont été explorées dans ma maîtrise afin de revaloriser les β-lactamines : l’amélioration des propriétés pharmacodynamiques et la conjugaison à un sidérophore pour augmenter leur entrée chez les bactéries à Gram négatif. Premièrement, les résultats présentés dans ce mémoire démontrent la liaison du tébipénème-pivoxil-hydrobromate (TBPM-PI-HBr) aux PBPs de différents microorganismes d’importance clinique. Le tébipénème-pivoxil, la prodrogue du tébipénème, est déjà approuvée pour utilisation clinique au Japon et constitue la seule carbapénème pouvant être administrée oralement. Présentement, la compagnie Spero Therapeutics Inc. optimise sa formulation pour augmenter son accumulation dans les reins comme alternatives aux fluoroquinolones dans le traitement d’infections urinaires compliquées. L’objectif est son approbation pour utilisation clinique en Amérique du Nord. Cependant, certains tests, dont la caractérisation de la liaison aux PBPs chez les microorganismes cibles (Escherichia coli et Klebsiella pneumoniae), manquaient. Les tests d’affinité aux PBPs ont été effectués grâce à une molécule fluorescente reportrice, la Bocillin FL. Pour ces microorganismes, la PBP2 était la cible principale menant à l’élargissement des cellules dû à un peptidoglycane déficient. Pseudomonas aeruginosa, aussi testé, montrait une inhibition double des PBP2 et PBP3, alors que Staphylococcus aureus voyait sa PBP1 inhibée avec la meilleure affinité. L’ajout des mesures de concentrations minimales inhibitrices et les phénotypes observés en microscopie en contraste de phase ont permis de brosser un portrait global de l’activité in vitro du tébipénème. Les résultats appuient la continuation des études pour l’obtention d’une homologation pour usage clinique. La deuxième partie du mémoire présente un profil d’inhibition de conjugués sidérophore-β-lactamines (SID-βL). Ces molécules, qui pourraient constituer une nouvelle classe d’antibiotique, permettent de surmonter l’imperméabilité des membranes externes des bactéries à Gram négatif par l’utilisation des transporteurs de fer spécifiques au sidérophore. En camouflant l’antibiotique sur un sidérophore, la β-lactamine est internalisée et rejoint les PBPs situées dans le périplasme. Les SID-βL exploitent donc le métabolisme essentiel du fer, afin de revaloriser certaines β-lactamines. Dans ce mémoire un bis-catéchol (sidérophore) est lié soit à l’ampicilline, au céfaclor ou au loracarbef (toutes des β-lactamines) et un bis-catéchol-mono-hydroxamate (sidérophore) est lié au céfaclor. Ces conjugués n’ont pas entraîné de bénéfices contre la bactérie à Gram positif S. aureus qui ne possède pas de barrière de perméabilité. Cependant, le bis-catéchol-ampicillin s’est avéré efficace contre P. aeruginosa. Il était le seul conjugué actif contre cette espèce, alors que tous les conjugués étaient actifs contre A. baumannii. Contre K. pneumoniae et E. coli, les conjugués les plus actifs étaient les bis-catéchol-loracarbef/céfaclor. Ce profil d’inhibition démontre la spécificité qu’entraîne la conjugaison à un sidérophore et établit la preuve qu’il est possible de surmonter des mécanismes de résistance intrinsèques aux bactéries à Gram négatif grâce au système de transport du fer

Epidemiology of nausea and vomiting of pregnancy: prevalence, severity, determinants, and the importance of race/ethnicity

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Studies that contributed to the epidemiology of nausea and vomiting of pregnancy have reported conflicting findings, and often failed to account for all possible co-variables necessary to evaluate the multidimensional associations. The objectives of this study were to: 1) Estimate the prevalence and the severity of nausea and vomiting of pregnancy during the 1^stand the 2^ndtrimester of pregnancy, and 2) Identify determinants of presence and severity of nausea and vomiting of pregnancy during the 1^stand 2^ndtrimesters separately, with a special emphasis on the impact of race/ethnicity.</p> <p>Methods</p> <p>A prospective study including pregnant women attending the Centre Hospitalier Universitaire (CHU) Sainte-Justine or René-Laennec clinics for their prenatal care was conducted from 2004 to 2006. Women were eligible if they were ≥ 18 years of age, and ≤ 16 weeks of gestation. Women were asked to fill out a 1^sttrimester self-administered questionnaire and were interviewed over the telephone during their 2^ndtrimester of pregnancy. Presence of nausea and vomiting of pregnancy was based on the reporting of pregnant women (yes/no); severity of symptoms was measured by the validated modified-PUQE index.</p> <p>Results</p> <p>Of the 367 women included in the study, 81.2% were Caucasians, 10.1% Blacks, 4.6% Hispanics, and 4.1% Asians. Multivariate analyses showed that race/ethnicity was significantly associated with a decreased likelihood of reporting nausea and vomiting of pregnancy (Asians vs. Caucasians OR: 0.13; 95%CI 0.02–0.73; and Blacks vs. Caucasians OR: 0.29; 95%CI 0.09–0.99).</p> <p>Conclusion</p> <p>Our study showed that race/ethnicity was associated with the reporting of nausea and vomiting of pregnancy in the 1^sttrimester of pregnancy.</p

Étude de l'activité inhibitrice de nouvelles bêta-lactamines contre les bactéries à Gram négatif et positif

L’augmentation de la prévalence des infections causées par des microorganismes multirésistants pèse sur la conscience des scientifiques depuis longtemps. S’il y a quelques décennies une nouvelle molécule antibiotique était découverte tous les dix ans, ce n’est plus le cas aujourd’hui. Parmi les découvertes notables se retrouvent les β-lactamines. Les molécules composant cette classe d’antibiotiques agissent en inhibant avec plus ou moins d’affinité les penicillin-binding proteins. Ces enzymes sont responsables de la formation du peptidoglycane; une structure essentielle pour le maintien de l’intégrité bactérienne. Leur efficacité, leur basse toxicité et leur large spectre d’activité envers plusieurs espèces bactériennes en font les antibiotiques de première ligne pour le traitement de multiples infections dans le monde. Or, cette surutilisation entraîne l’augmentation du nombre de molécules antibiotiques maintenant devenues inefficaces à la suite du développement de résistances bactérienne et force la recherche de nouvelles alternatives. Deux stratégies ont été explorées dans ma maîtrise afin de revaloriser les β-lactamines : l’amélioration des propriétés pharmacodynamiques et la conjugaison à un sidérophore pour augmenter leur entrée chez les bactéries à Gram négatif. Premièrement, les résultats présentés dans ce mémoire démontrent la liaison du tébipénème-pivoxil-hydrobromate (TBPM-PI-HBr) aux PBPs de différents microorganismes d’importance clinique. Le tébipénème-pivoxil, la prodrogue du tébipénème, est déjà approuvée pour utilisation clinique au Japon et constitue la seule carbapénème pouvant être administrée oralement. Présentement, la compagnie Spero Therapeutics Inc. optimise sa formulation pour augmenter son accumulation dans les reins comme alternatives aux fluoroquinolones dans le traitement d’infections urinaires compliquées. L’objectif est son approbation pour utilisation clinique en Amérique du Nord. Cependant, certains tests, dont la caractérisation de la liaison aux PBPs chez les microorganismes cibles (Escherichia coli et Klebsiella pneumoniae), manquaient. Les tests d’affinité aux PBPs ont été effectués grâce à une molécule fluorescente reportrice, la Bocillin FL. Pour ces microorganismes, la PBP2 était la cible principale menant à l’élargissement des cellules dû à un peptidoglycane déficient. Pseudomonas aeruginosa, aussi testé, montrait une inhibition double des PBP2 et PBP3, alors que Staphylococcus aureus voyait sa PBP1 inhibée avec la meilleure affinité. L’ajout des mesures de concentrations minimales inhibitrices et les phénotypes observés en microscopie en contraste de phase ont permis de brosser un portrait global de l’activité in vitro du tébipénème. Les résultats appuient la continuation des études pour l’obtention d’une homologation pour usage clinique. La deuxième partie du mémoire présente un profil d’inhibition de conjugués sidérophore-β-lactamines (SID-βL). Ces molécules, qui pourraient constituer une nouvelle classe d’antibiotique, permettent de surmonter l’imperméabilité des membranes externes des bactéries à Gram négatif par l’utilisation des transporteurs de fer spécifiques au sidérophore. En camouflant l’antibiotique sur un sidérophore, la β-lactamine est internalisée et rejoint les PBPs situées dans le périplasme. Les SID-βL exploitent donc le métabolisme essentiel du fer, afin de revaloriser certaines β-lactamines. Dans ce mémoire un bis-catéchol (sidérophore) est lié soit à l’ampicilline, au céfaclor ou au loracarbef (toutes des β-lactamines) et un bis-catéchol-mono-hydroxamate (sidérophore) est lié au céfaclor. Ces conjugués n’ont pas entraîné de bénéfices contre la bactérie à Gram positif S. aureus qui ne possède pas de barrière de perméabilité. Cependant, le bis-catéchol-ampicillin s’est avéré efficace contre P. aeruginosa. Il était le seul conjugué actif contre cette espèce, alors que tous les conjugués étaient actifs contre A. baumannii. Contre K. pneumoniae et E. coli, les conjugués les plus actifs étaient les bis-catéchol-loracarbef/céfaclor. Ce profil d’inhibition démontre la spécificité qu’entraîne la conjugaison à un sidérophore et établit la preuve qu’il est possible de surmonter des mécanismes de résistance intrinsèques aux bactéries à Gram négatif grâce au système de transport du fer

Rationally Designed Pyrimidine Compounds: Promising Novel Antibiotics for the Treatment of <i>Staphylococcus aureus</i>-Associated Bovine Mastitis

Staphylococcus aureus is one of the major pathogens causing bovine mastitis, and antibiotic treatment is most often inefficient due to its virulence and antibiotic-resistance attributes. The development of new antibiotics for veterinary use should account for the One Health concept, in which humans, animals, and environmental wellbeing are all interconnected. S. aureus can infect cattle and humans alike and antibiotic resistance can impact both if the same classes of antibiotics are used. New effective antibiotic classes against S. aureus are thus needed in dairy farms. We previously described PC1 as a novel antibiotic, which binds the S. aureus guanine riboswitch and interrupts transcription of essential GMP synthesis genes. However, chemical instability of PC1 hindered its development, evaluation, and commercialization. Novel PC1 analogs with improved stability have now been rationally designed and synthesized, and their in vitro and in vivo activities have been evaluated. One of these novel compounds, PC206, remains stable in solution and demonstrates specific narrow-spectrum activity against S. aureus. It is active against biofilm-embedded S. aureus, its cytotoxicity profile is adequate, and in vivo tests in mice and cows show that it is effective and well tolerated. PC206 and structural analogs represent a promising new antibiotic class to treat S. aureus-induced bovine mastitis