La septicémie associée à un cathéter de voie centrale (central line-associated bloodstream infection, CLABSI) est la cause la plus fréquente d’infection nosocomiale aux soins intensifs et entraine une morbidité significative, un allongement des durées d’hospitalisation et un accroissement des coûts. La maîtrise des CLABSI est une préoccupation permanente dans les institutions hospitalières. <p>Les staphylocoques à coagulase négative (SCN), et en particulier Staphylococcus epidermidis, colonisants de la peau, sont parmi les agents pathogènes opportunistes les plus fréquemment impliqués dans les infections de matériel étranger comme les cathéters, grâce à leur capacité à produire un biofilm. <p>Dans un travail préliminaire sur la prise en charge des septicémies sur cathéters à chambres implantables, nous avons observé qu’un tiers des septicémies dues à des SCN se solde par le retrait du cathéter et que la sévérité des présentations cliniques est très variable. Nous avons suspecté que des facteurs liés à S. epidermidis lui même pouvaient jouer un rôle dans la sévérité de la présentation clinique et le succès ou l’échec thérapeutique. <p><p>Objectifs :<p>Ce travail de thèse a pour but d’approfondir les connaissances nécessaires à la maîtrise de la septicémie sur cathéter à S. epidermidis. Il a été développé sur deux axes principaux :(1) une recherche sur les facteurs liés au pathogène, basée sur l’étude phénotypique et génotypique des différences entre les S. epidermidis provenant de trois sous-populations (volontaires sains - personnel soignant - patients avec CLABSI) et sur la compréhension de la source à l’origine de la contamination (peau du patient versus personnel soignant); (2) une approche clinique opérationnelle sur les aspects de prévention et de surveillance des CLABSI.<p><p>Méthodes :<p>Nos travaux de recherche ont porté sur l’épidémiologie moléculaire des S. epidermidis (pulsotypie, PFGE et multi-locus sequence typing, MLST), sur leur antibio-résistance (phénotypique et génotypique), sur la détermination du type de cassette mec (SCCmec typing), sur l’identification de facteurs de virulence [ACME (arginine catabolic mobile element) et ica (intercellular adhesin)] et sur la recherche de la production de biofilm in vitro dans les sous-populations étudiées. <p>Nous avons également discuté les limites des définitions des CLABSI dans une étude comparative et avons investigué, dans une étude multicentrique, la prévention des CLABSI par un programme de monitoring externe des processus de soins de cathéters et de feedback régulier au personnel soignant concernant leurs indicateurs de performance. <p><p>Résultats :<p>Facteurs liés au pathogène :<p>Les souches de S. epidermidis colonisant le personnel soignant sont résistantes à plus <p>d’antibiotiques que celles colonisant les volontaires sains (multisensibles), mais à un moins grand nombre que celles causant des CLABSI (souvent multirésistantes), à l’exception de la résistance à la méticilline. <p>La production de biofilm est sous la dépendance de l’opéron ica mais l’expression de ces gènes est variable, soumise à une régulation complexe. La majorité des S. epidermidis ayant une production importante de biofilm in vitro sont porteurs de l’opéron ica tandis que la majorité des S. epidermidis n’en produisant pas sont ica négatif. Par contre, nous avons observé que les souches de S. epidermidis formant un biofilm in vitro avec une biomasse importante étaient présentes dans les trois sous-populations étudiées. <p>Tant les S. epidermidis commensaux que ceux responsables d’infection présentent une grande diversité génétique par PFGE mais ils se révèlent, après analyse MLST, comme appartenant pour la plupart au même complexe clonal (CC).<p>Nous avons également montré que dans un tiers des cas, les souches de S. epidermidis récoltées sur les mains des soignants dans le même hôpital et au cours de la même période de temps, sont identiques à celles responsables de CLABSI, ce qui soutient l’hypothèse que les soignants peuvent servir de réservoir.<p>Cependant, les présentations cliniques les plus sévères de CLABSI sont dues à des souches de S. epidermidis appartenant à certains MLST séquences types (STs) particuliers :ST2 et SLV (single locus variant) ST54, toutes ica positives, mecA positives et multi-résistantes. Aucune souche présentant ces MLST types n’a été retrouvée sur les mains des soignants, ni chez les volontaires sains. <p><p>Surveillance et prévention :<p>Nous avons démontré que l’intensité de la documentation microbiologique et l’usage de définitions incluant des critères cliniques font varier les densités d’incidence de CLABSI mesurés et donc limitent l’intérêt des comparaisons inter-hospitalières. <p>Nous avons également démontré l’efficacité d’un programme original de prévention de type audit externe des compliances aux processus de soins des cathéters associé à un feedback régulier. En effet, nous avons observé une diminution statistiquement significative de l’incidence des CLABSI dans les unités de soins intensifs mais nous avons également identifié les limites de cette approche.<p><p>Conclusion :<p>La septicémie sur cathéter due à S. epidermidis peut être contrôlée par un programme de prévention en diminuant les risques de contamination tant endo- qu’extra-luminale. Cependant, certains clones de S. epidermidis (ST2 et ST54) particulièrement adaptés à l’environnement hospitalier, combinant virulence et multi-résistance, sont responsables de présentations cliniques sévères de CLABSI. De nouvelles approches basées sur les caractéristiques des souches pathogènes de S. epidermidis et sur la sévérité de la présentation clinique de la CLABSI pourraient permettre le développement de stratégies de prévention et de traitement plus ciblées.<p> / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Nous avons évalué les différents aspects de la synergie entre des antibiotiques classiques et les huiles essentielles de certaines plantes, endémiques du Maroc, sur des bactéries résistantes impliquées dans les infections nosocomiales. Il s’agit de Thymus maroccanus, T. broussonetii, T. pallidus, T. riataraum et Rosmarinus officinalis. La combinaison de ces huiles essentielles avec des antibiotiques a révélé que parmi 80 combinaisons testées, 71% des combinaisons ont montré une synergie totale, 20% un effet synergique partiel et 9% des combinaisons n’ont pas d’effet synergique. De plus, les huiles essentielles de T. maroccanus et T. broussonetii ont pu augmenter considérablement la sensibilité de plusieurs isolats résistant au chloramphénicol. Elles peuvent restaurer la sensibilité au chloramphénicol en produisant une compétition vis-à-vis de son extrusion en bloquant les pompes impliquées dans son efflux. Par ailleurs, l’huile essentielle de T. maroccanus augmentait la perméabilité de la membrane des bactéries étudiées, et favorisait la libération des protéines intracellulaires dans le milieu extérieur. Elle perméabilise à la fois la membrane interne et la membrane externe des bactéries, mais sans causer une dégradation détectable des constituants cellulaires. Des altérations protéiques ont été associées à l'exposition prolongée aux composés naturels testés. Ces altérations se sont traduites par un efflux accru dont l'effet synergique est renforcé par la baisse du niveau de porines qui peuvent être impliquées dans la diffusion passive de ces antimicrobiens naturels, ce qui confère aux bactéries testées une tolérance accrue à ces composés. / We evaluated different aspects of the synergy between conventional antibiotics and essential oils of some Moroccan endemic plants, on resistant bacteria involved in nosocomial infections. These plants were: Thymus maroccanus, T. broussonetii, T. pallidus, T. riataraum and Rosmarinus officinalis. Out of 80 combinations tested between these two essential oils and antibiotics, 71% showed total synergism, 20% had partial synergistic interaction and 9% showed no effect. Combination with carvacrol, the major constituent of T. maroccanus and T. broussonetii, showed also an interesting synergistic effect in combination with ciprofloxacin. Moreover, T. maroccanus and T. broussonetii essential oils increased chloramphenicol susceptibility of several resistant isolates. they could restore sensitivity to chloramphenicol producing a competition to its extrusion by blocking the efflux pumps expressed in the isolates and involved in its efflux. Furthermore, T. maroccanus essential oil increased permeability of studied bacteria membrane, and favoured intracellular proteins release into the external medium. Thymus maroccanus essential oil permeabilized both outer and inner membranes of tested bacteria, but without causing detectable degradation of cellular constituents. Protein alterations have been associated with prolonged exposure to natural compounds tested, an increased efflux associated with a lower level of porins that may be involved in the passive diffusion of these natural antimicrobials, conferring a native protection to bacteria towards these natural compounds.

Les infections associées aux soins représentent un enjeu majeur de santé publique dans le monde. Les bactéries multirésistantes (BMR) sont responsables d’une grande partie de ces infections. Mieux comprendre leur dissémination dans les établissements de soins est indispensable pour élaborer des mesures de contrôle et de prévention.L’objectif de cette thèse est d’utiliser des données détaillées sur les réseaux de contacts interindividuels, couplées à des méthodes de modélisation mathématique, pour étudier la dissémination des BMR à l’hôpital afin d’améliorer leur contrôle. Pour répondre à cette problématique, les données de l’étude i-Bird ont été analysées. Cette étude prospective longitudinale a eu lieu dans l’hôpital maritime de Berck-sur-Mer durant 4 mois en 2009. Pendant cette période, les interactions de proximités entre tous les individus de l’hôpital ont été enregistrées chaque jour grâce à des capteurs RFID (Radio Frequency Identification Devices) et des prélèvements microbiologiques ont été récoltés chaque semaineDans un premier temps, la structure des contacts interindividuels au sein de et entre les différentes catégories d’individus (patient, aide-soignant, infirmier, …) a été analysée. Cette première étude a souligné l’importance des contacts patient-patient en établissement de longue durée. De plus, certaines catégories de personnel hospitalier ont été identifiées comme de potentiels super-propagateurs, tel que les brancardiers et les médecins.Dans un deuxième temps, le rôle du réseau de contacts dans la dissémination de deux espèces (E. coli et K. pneumoniae) d’entérobactéries résistantes aux béta-lactamines à spectre étendue (BLSE) a été étudié. Cette étude a montré que le réseau d’interactions de proximités était suffisant pour expliquer la propagation des KP-BLSE. En revanche, il n’était pas suffisant pour retracer la dissémination des EC-BLSE.La dernière partie de la thèse a été consacrée au développement d’un modèle individu-centré de transmission de BMR à l’hôpital modélisant explicitement les contacts interindividuels. Ce modèle permet d’évaluer l’effet de mesures de contrôle ciblant la structure du réseau de contacts. A titre d’application, les données de l’étude i-Bird ont été utilisées pour simuler la transmission de Staphylococcus aureus résistant à la méticilline (SARM) durant les 4 mois de l’étude. La simulation de procédures de cohorting du personnel dans l’hôpital de Berck-sur-Mer suggère que la mise en place de telles mesures permet de réduire l’acquisition de SARM chez les patients.Cette thèse combine analyse de réseaux, épidémiologie des maladies infectieuses et modélisation dynamique. Elle apporte une meilleure compréhension de la diffusion et du contrôle des BMR dans les hôpitaux de longue durée. De plus, elle apporte un outil innovant, visant à être développé, pour la compréhension et le contrôle de la dissémination des BMR à travers les contacts en milieu hospitalier. / Healthcare-associated infections represent a huge public health issue worldwide. Multidrug resistant bacteria (MDR) are a major cause of these infections. Hence, better understanding their transmission routes in hospital settings is crucial to design efficient control measures.The purpose of this thesis is to use detailed data on interindividual contact networks, associated with mathematical modelling methods, to study MDR spread in hospitals and improve their control. To this end, data collected during the i-Bird study was used. This longitudinal prospective study took place at the Berck-sur-Mer hospital during 4 months in 2009. Close proximity interactions were recorded by the use of RFID (Radio Frequency Identification Devices) sensors everyday. Meanwhile, microbiological swabs were collected weekly.In a first part, interindividual contact patterns within and between each individual categories (patients, nurses, hospital porters, etc.) were analyzed. This first study notably underlined the importance of patient-to-patient contacts in long-term care facilities (LTCF). Moreover, some hospital staff categories, such as hospital porters and physicians, were identified as potential superspreaders based on their contact patterns.In a second part, we investigated the impact of the contact network on the spread of two species of Extended-spectrum beta-lactamases (ESBL) Enterobacteriaceae (E. coli and K. pneumoniae). This work showed that the contact network was an important driver of ESBL-K. pneumoniae dynamics, but not of ESBL-E. coli dynamics over the i-Bird study.The last part of the thesis was dedicated to the development of an agent-based model of MDR spread in hospital settings that explicitly formalizes detailed interindividual contacts. This model allows to assess control measures focused on contact patterns. The model was applied to the i-Bird data; we simulated methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) transmission during the 4-month study over the reported contact network. Using our simations, we evaluated measures associated with hospital staff cohorting and showed it can lead to reduce the MRSA acquisition=.This thesis combines network analysis, epidemiology of infectious diseases and dynamic modeling. It allows a better understanding of MDR spread and control in LTCF. Moreover, it brings an innovative tool, intended to be developed, to understand and control BMR spread through contact networks in hospital settings.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Sepsis is a clinical syndrome due to a systemic inflammatory response to severe microbial infection. Little is known about the changes in the bone marrow (BM) and how they affect the hematopoietic response to bacterial infection. Using an animal model of severe sepsis induced by Pseudomonas aeruginosa, we have previously reported that hematopoietic stem cells (HSC) undergo a significant expansion in the BM accompanied with myeloid suppression. This bone marrow response was Toll-like Receptor 4 (TLR4)-dependent. TLR4 is activated by bacterial lipopolysaccharide (LPS) and signals through two major independent downstream molecules: TRIF and MyD88. In the present study, I found that the TLR4/TRIF and the TLR4/MyD88 pathways contribute in a distinct manner to the BM response to P. aeruginosa's LPS. TRIF plays a major role in the expansion of the HSC pool, whereas MyD88 is required for myeloid suppression. Following LPS stimulation, HSCs enter in the cell cycle, expand and exhaust when transplanted in healthy mice. Loss of TRIF rescued completely the long-term engraftment and multilineage reconstitution potential of septic HSCs, but did not affect myeloid differentiation. Conversely, MyD88 deficiency prevented completely the myeloid suppression in the myeloid progenitors, but conferred limited protective effects on the HSC function. It is of great therapeutic value to identify the downstream molecules involved in TLR4/MyD88 dependent myeloid suppression. I found miR-21, a microRNA that is involved in inflammation, was up-regulated upon LPS challenge in a MyD88-dependent manner. However, deletion of miR-21 in the BM did not rescue LPS-induced bone marrow dysfunction, demonstrating that miR-21 is not a critical regulator in these processes. Further studies are warranted to determine the precise molecular mechanisms involved in the complex pathogenesis of BM response to sepsis. Taken together, my results show for the first time that the TLR4/TRIF signaling as a key mediator of HSC damage during acute LPS exposure and that activation of the TLR4/MyD88 signaling pathway play a dominant role in myeloid suppression. These results provide novel insights into our understanding of the molecular mechanisms underlying bone marrow injury during severe sepsis and may lead to the development of new therapeutic approaches in this disease.

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Staphylococcus aureus est l’une des causes majeures des infections communautaires et nosocomiales. Ce germe est responsable des infections aiguës et chroniques dont la plupart sont dues à sa capacité à adhérer sur les implants médicaux et à former un biofilm. D’après le Center for Disease Control and Prevention (CDC), 65% des infections bactériennes sont dues à la présence des biofilms. En outre, les infections associées aux biofilms constituent un problème majeur en clinique et sont la cause de l’augmentation de la mortalité et du coût de traitement. <p>Chez S. aureus, la formation du biofilm se déroule en deux phases principales: la première phase est l’attachement initial des cellules sur une surface, et la seconde est la multiplication et la formation d’une communauté structurée, mature et multicouche des cellules bactériennes. A l’intérieur du biofilm, les bactéries développent plusieurs types d’interactions et accroissent leur résistance aux agents antimicrobiens et aux défenses immunitaires de l’hôte, ce qui constitue un véritable problème de santé publique.<p>Les objectifs de ce travail étaient: (1) de caractériser des souches cliniques de S. aureus sensibles et résistantes à la méticilline (SASM et SARM) par une analyse phénotypique et génotypique; (2) d’étudier la répercussion des propriétés de membranes sur l’adhésion et la formation du biofilm; (3) de rechercher un moyen pour la prévention de l’adhésion et de la formation d’un biofilm sur une surface abiotique.<p>Deux souches de référence et 12 souches cliniques de S. aureus (4 SARM et 8 SASM) collectées à Kinshasa ont été caractérisées par la résistance aux antibiotiques, par le typage d’une région X du gène spa codant pour la protéine A de S. aureus et par la détermination des propriétés de la surface cellulaire. L’adhésion à une surface et la formation du biofilm ont été respectivement étudiées par la méthode de Biofilm Ring Test® (BFRT®) et par celle de coloration au cristal violet. Ces deux méthodes ont été utilisées pour l’évaluation de l’activité de l’acide éthylèneglycol tétraacétique (EGTA) sur l’adhésion et la formation du biofilm.<p>L’amplification par PCR (Polymerase Chain Reaction) d’un fragment du gène mecA a confirmé l’appartenance des souches étudiées au phénotype SARM ou SASM. L’analyse par PCR des répétitions présentes dans la séquence codante de la protéine A de S. aureus (spa typing) a permis d’identifier 7 types spa pour toutes les souches SARM et SASM2 dont un nouveau type spa t10715.<p>Les résultats du test MATS (Microbial Adhesion to Solvents) ont montré que les souches de S. aureus sensibles et résistantes à la méticilline possédaient des propriétés membranaires différentes susceptibles de modifier l’adhésion ou la formation d’un biofilm. Les souches sensibles à la méticilline avaient une paroi plus hydrophobe que celle de souches résistantes dont la paroi était acide, acceptrice d’électrons. <p>Les études sur l’interaction entre des souches cliniques de S. aureus et des surfaces abiotiques ont montré que les souches SARM adhéraient moins vite à une surface et formaient moins de biofilms que les souches SASM. <p>Les études de l’activité de l’EGTA, un chélateur des cations divalents, ont montré que ce dernier inhibait l’adhésion de souches SARM à une surface abiotique comme un tube de cathéter et empêchait la formation d’un biofilm par toutes les souches sensibles et résistantes à la méticilline. Cette action inhibitrice sur la formation du biofilm était réversible en présence d’un cation divalent (magnésium, calcium ou manganèse). <p>L’ensemble des données obtenues sur l’adhésion et la formation du biofilm par la méthode de BFRT® et par celle de coloration au cristal violet ont montré que le BFRT® était la méthode de choix dans les études de l’adhésion initiale des souches de S. aureus sur une surface abiotique. Le BFRT® pourrait être utilisée dans le screening rapide de produits contre l’adhésion bactérienne à la surface des implants médicaux à base de polystyrène ou de silicone.<p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Yes / Infection by pathogenic bacteria on implanted and indwelling medical devices during surgery causes large morbidity and mortality worldwide. Attempts to ameliorate this important medical issue have included development of antimicrobial surfaces on materials, “no touch” surgical procedures, and development of materials with inherent low pathogen attachment. The search for new materials is increasingly being carried out by high throughput methods. Efficient methods for extracting knowledge from these large data sets are essential. Data from a large polymer microarray exposed to three clinical pathogens is used to derive robust and predictive machine-learning models of pathogen attachment. The models can predict pathogen attachment for the polymer library quantitatively. The models also successfully predict pathogen attachment for a second-generation library, and identify polymer surface chemistries that enhance or diminish pathogen attachment. / CSIRO Advanced Materials Transformational Capability Platform. Newton Turner Award for Exceptional Senior Scientists. Wellcome Trust. Grant Number: 085245. NIH. Grant Number: R01 DE016516

The purpose of the study was to develop practice guidelines to promote adherence to infection control standards in a specific hospital in Manzini, Swaziland. It was a qualitative, descriptive and explanatory design which utilised an in-depth unstructured face to face interview data collection method done to nine (9) registered nurse participants. A qualitative content analysis was conducted to identify prominent themes and patterns, smaller units of data were named and coded according to the contents they represented. Four themes emerged from data analysis, they were; working environment for nurses, nurse’s descriptions of infection control standards, nurse’s challenges regarding adherence to infection control standards and nurses expressed needs. The findings revealed possible contributing factors to non-adherence to infection control standards by participants and therefore denoted to a serious need for development of general guidelines to promote adherence to infection control standards, these guidelines were presented. / Health Studies / M. A. (Health Studies)

Background: Healthcare workers’ hand hygiene remains a key pillar because it prevents and controls healthcare associated infections. Healthcare Workers’ hand hygiene compliance is suboptimal. Aim: The study developed contextualised guidelines for Healthcare Workers’ hand hygiene and infection control in patient care. Methods: The Precede-Proceed model with Theory of Planned Behaviour guided the study. The study was conducted following the mixed methodology approach, observational survey, exploratory, descriptive and contextual in nature study with mixed thematic analyses in a research wheel process. Data were collected through direct participant observation of hand hygiene opportunities through observing (n=95 Healthcare Workers; n=570 practices). Self-administered questionnaires were used to collect data from Healthcare workers (n=189) regarding challenges they faced in achieving hand hygiene. Structured interviews were conducted with patients (n=574). Retrospective reviews of healthcare associated infections and their associated mortalities were carried out from mortality records. Data were analysed retrospectively. Partly the data were statistically and mixed thematically analysed. Guidelines were developed using intervention alignment throughout, mapping, matching, pooling, patching and validation corroborated with Precede-Proceed models’ best practices. The study was ethically reviewed and approved by University of South Africa and the Medical Research Council of Zimbabwe project numbers, 6067662 and MRCZ/B/208. Results: Hand hygiene non-compliances were mostly found in the following contexts, after touching patients’ surroundings, and before doing an aseptic procedure. A non-hand hygiene compliance of Healthcare workers 167(29.3%) and compliance 403(70.7%) in context was suboptimal with sad patients and challenges faced by Healthcare workers. Conclusion: Healthcare Workers had gaps in hand hygiene compliance and availability of required resources. Gaps were also noted in ongoing hand hygiene promotion educational strategies and guidelines to comply and prevent. Guidelines to enhance hand hygiene included, attend to hand hygiene strictly after touching patient surroundings, bed linen, lockers and curtains to prevent gastroenteritis; follow standard precautions against HCAIs from spreading to patients' environments; and comply with hand hygiene guidelines, policies and regulations for best practice with patients. The study contributes generalisable knowledge. / Health Studies / D. Litt et Phil. (Health Studies)

The purpose of the study was to develop practice guidelines to promote adherence to infection control standards in a specific hospital in Manzini, Swaziland. It was a qualitative, descriptive and explanatory design which utilised an in-depth unstructured face to face interview data collection method done to nine (9) registered nurse participants. A qualitative content analysis was conducted to identify prominent themes and patterns, smaller units of data were named and coded according to the contents they represented. Four themes emerged from data analysis, they were; working environment for nurses, nurse’s descriptions of infection control standards, nurse’s challenges regarding adherence to infection control standards and nurses expressed needs. The findings revealed possible contributing factors to non-adherence to infection control standards by participants and therefore denoted to a serious need for development of general guidelines to promote adherence to infection control standards, these guidelines were presented. / Health Studies / M. A. (Health Studies)