Les infections nosocomiales à bactéries multi-résistantes sont en constante augmentation en réanimation. Elles ont des conséquences individuelles et collectives majeures. La mortalité en réanimation et les prolongations des durées de séjour sont les deux principales conséquences individuelles connues à ce jour. Plusieurs facteurs confondants rendent l'interprétation des études difficiles, dont l'état sous jacent du patient, la virulence de la bactérie et l'adéquation thérapeutique. Mesurer la part de chacun de ces facteurs et préciser leur responsabilité respective est indispensable pour mobiliser les différents acteurs et améliorer le pronostic des patients en réanimation. Dans cette thèse nous avons souhaité approcher la réponse quant aux conséquences individuelles. A partir d'une base de données incluant des patients de réanimation, nous avons utilisé les méthodes statistiques les plus récentes et avons tenté de prendre en compte les différents facteurs confondants , pour répondre à trois questions précises que sont : la mortalité liée à une espèce bactérienne donnée, les facteurs associés à la mortalité des patients présentant un sepsis sévère ou choc septique en réanimation et les conséquences liées à l'isolement des patients infectés ou colonisés avec une bactérie multi-résistante. Nous montrons que (1) par l'intermédiaire d'une prolongation de la durée de séjour en réanimation, l'infection à Clostridium difficile augmente la pression de colonisation, sans pour autant avoir d'impact direct sur le décès. (2) que le pronostic des sepsis sévères et des chocs septiques dépend de l'adéquation de l'antibiothérapie et que les bactéries résistantes sont plus souvent traitées de manière inadéquate. (3) que l'isolement contact est associé non seulement à une augmentation attendue du risque de pneumonie nosocomiale a germe multi-résistants mais aussi à une augmentation du risque d'erreurs thérapeutiques et d'événements indésirables non infectieux. Cet impact délétère suggéré par des études en dehors de la réanimation doit être pris en compte lors de la mise en place des précautions contact en réanimation. / Nosocomial infections with multidrug-resistant bacteria are increasing in ICU. They have major individual and collective consequences. Mortality in the ICU and prolongation of length of stay are the two main individual consequences known to date. Several confounding factors make it difficult to interpret studies, including the patient's underlying condition, the virulence of bacteria and the adequacy of therapy. It is essential to measure the share of each of these factors and to clarify their respective responsibilities to mobilize the different actors and improve the prognosis of patients in intensive care. In this thesis, and drawing upon a database including ICU patients, we used the latest statistical methods and tried to take into account the various confounding factors to evaluate the individual consequences of multidrug-resistant bacteria in ICU. We sought to address three specific questions: mortality linked to specific bacterial species, factors associated with mortality in patients with severe sepsis or septic shock in intensive care unit, and the consequences of the isolation of patients infected or colonized with multidrug-resistant bacteria. We demonstrated that (1) because they are associated with a longer stay in intensive care unit, Clostridium difficile infections increase the pressure of colonization although they have no direct consequence on mortality; (2) the prognosis of sever sepsis or septic shock depends on the adequacy of the antibiotic therapy and that resistant bacteria are often inadequately treated; and (3) that isolation is not only associated with an expected increase in the risk of nosocomial pneumonia with multi-drug resistant pathogens strains but also with an increase in non-infectious adverse events.

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. / 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.

Les infections nosocomiales à bactéries multi-résistantes sont en constante augmentation en réanimation. Elles ont des conséquences individuelles et collectives majeures. La mortalité en réanimation et les prolongations des durées de séjour sont les deux principales conséquences individuelles connues à ce jour. Plusieurs facteurs confondants rendent l'interprétation des études difficiles, dont l'état sous jacent du patient, la virulence de la bactérie et l'adéquation thérapeutique. Mesurer la part de chacun de ces facteurs et préciser leur responsabilité respective est indispensable pour mobiliser les différents acteurs et améliorer le pronostic des patients en réanimation. Dans cette thèse nous avons souhaité approcher la réponse quant aux conséquences individuelles. A partir d'une base de données incluant des patients de réanimation, nous avons utilisé les méthodes statistiques les plus récentes et avons tenté de prendre en compte les différents facteurs confondants , pour répondre à trois questions précises que sont : la mortalité liée à une espèce bactérienne donnée, les facteurs associés à la mortalité des patients présentant un sepsis sévère ou choc septique en réanimation et les conséquences liées à l'isolement des patients infectés ou colonisés avec une bactérie multi-résistante. Nous montrons que (1) par l'intermédiaire d'une prolongation de la durée de séjour en réanimation, l'infection à Clostridium difficile augmente la pression de colonisation, sans pour autant avoir d'impact direct sur le décès. (2) que le pronostic des sepsis sévères et des chocs septiques dépend de l'adéquation de l'antibiothérapie et que les bactéries résistantes sont plus souvent traitées de manière inadéquate. (3) que l'isolement contact est associé non seulement à une augmentation attendue du risque de pneumonie nosocomiale a germe multi-résistants mais aussi à une augmentation du risque d'erreurs thérapeutiques et d'événements indésirables non infectieux. Cet impact délétère suggéré par des études en dehors de la réanimation doit être pris en compte lors de la mise en place des précautions contact en réanimation.

Les bactéries multirésistantes (BMR) représentent un véritable problème de santé publique. Les antibiotiques conventionnels commencent à devenir inefficaces et des bactéries qu’à une époque étaient contrôlées, commencent à devenir de plus en plus pathogènes. L’utilisation des actifs dérivant des plantes comme certains composants issus des huiles essentielles ont déjà démontré une action bactérienne contre plusieurs bactéries dites résistantes. Pour l’administration de ces actifs, à nature lipophile, nous les avons encapsulés à l’intérieur des nanocapsules au cœur lipidique (NCL) grâce à une modification de la méthode d’inversion de phase développé dans le laboratoire Inserm U1066 au début des années 2000. Le but de cette thèse est de trouver une association avec des antibiotiques qui puisse s’avérer synergique contre des BMR. Nous avons obtenu une synergie sur plusieurs souches bactériennes avec un mélange avec trois actifs différents : l’eugénol, le carvacrol et le cinnamaldéhyde et la doxycycline (antibiotique bactériostatique de la famille des tetracyclines). Cette synergie a été également testée in vivo sur un modèle pneumopatique de souris avec des résultats qui semblent en concordance avec les résultats in vitro. Nous nous sommes servis des méthodes physico-chimiques comme l’angle de contact ou la mobilité électrophorétique, dans le but d’étudier les interactions entre les NCL et les bactéries. Les résultats obtenus semblent indiquer que les NCL recouvrent la surface de la bactérie et libèrent leurs actifs, néanmoins nous n’écartons pas l’hypothèse qu’une certaine quantité des NCL puisse aussi pénétrer la bactérie. / Multiresistant bacteria (MRB) present today a public health problem. Some antibiotics are ineffective and bacteria formerly controlled, begin to become more and more pathogenic. The use of drugs derived from plants as some components from essential oils have demonstrated a bactericidal effect against resistant bacteria.For the administration of these lipophilic drugs, they have been encapsulated in the core of lipidnanocapsules (LNC), formulated via the phase inversion method. This method was developed in the laboratory Inserm U1066 in the early 2000s.The aim of this thesis is to find a combination with an antibiotic that prove to be synergistic against MRB. We have found a synergistic effect with the combination of doxycycline (bacteriostatic antibiotic of the tetracycline class) and the LNC of a mixture of three aromatic components of essential oils (eugenol,carvacrol and cinnamaldehyde). This synergy was also tested in vivo in a pneumopathicmice model with interesting results which appear consistent with in vitro results.The interactions between LNC and bacteria were studied using physicochemical method as electrophoretic mobility and contact angle measurement. Obtained results suggest that LNC cover the surface of the bacteria and release the aromatic components. These results are also observed by confocal microscopy. Nevertheless, we also accept the hypothesis that, a certain amount of LNC can cross the bacteria.

WGS permet d'analyser et de déchiffrer l'étude de résistances de bactéries multirésistantes(MDR), en comprenant les différents mécanismes de résistance, les annuaires génétiques. Au cours de ma thèse de doctorat, j'ai réalisé: 1 revue de la littérature sur l'utilisation de nouveaux outils de diagnostic contemporains et les capacités dans la détection des foyers dans les maladies infectieuses causées par MDR. L'identification et l'analyse de résistances de bactéries multirésistantes Comme étant des Shewanellalgae, normalement de l'environnement marin, dans notre cas une souche clinique isolée du lavage bronchoalvéolaire d'un patient hospitalis avec pneumonie et Chryseobacteriumin dologenes, isolé d'une fibrose kystique du patient. Dans cette analyse, nous pouvons montrer que les bactéries environnementales telles que les S.algae peuvent être un réservoir de gènes de résistance aux antibiotiques. L'analyse exhaustive de ces bactéries a montré leur capacité à s'adapter à leurs écosystèmes, y compris l'acquisition de nouveaux éléments génétiques par transfert latéral de gènes. La détection des gènes impliqués dans la synthèse de peptides synthetasenon ribosomale et de polycétide synthétase peut avoir un rôle dans leur capacité à survivre dans des environnements hostiles tels que le tractus respiratoire des patients atteints de fibrose kystique ou leur présence chez des patients ayant subi plusieurs antibiotiques. Nous avons réalisé une analyse standardisée «insilico» afin de déterminer la résistance de ces bactéries et la présence de métabolites secondaires associés aux bactériocines et aux NRPS/PKS. L'application du NTS pour le séquençage du génome bactérien de nouvelles espèces bactériennes isolées dans le microbiome humain nous a permis de développer une plateforme capable d'analyser ces nouvelles espèces dans les 48heures. Ce travail permet de mieux comprendre la biodiversité des bactéries isolées dans le microbiome humain. / Theuse of WG Sallows to analyze and to decipherthe study of resistome of Multi Drug Resistant bacteria (MDR), understanding the different resistance mechanisms, genetic directories and their dissemination mechanisms at global level. During them y thesis I have achieved: 1. A literature review on the use of new contemporary diagnostic tools and capabilities in detecting out breaksin infectious diseases caused by MDR. 2: The identification and the analysis of resistome of multidrug resistant bacteria from clinical isolates suchasShewanellaalgae, normally marine environmental, in our case clinical strain isolated from the broncho alveolar lavage of a hospitalized patient with pneumonia and Chryseobacteriumin dologenes, isolated from a patient cysticfibrosis. In this analysis, we can show that environment albacteria suchas S.algae can be a reservoir of antibiotic resistance genes. The exhaustive analysis of these bacteria showed their ability to a dapttotheirecosystemsincludingtheacquisitionofnewgeneticelementsbylateralgenetransfer. The detection of genes in volved in the synthesis of nonribosomal peptide synthetase and polyketide synthases may have a role in their ability to survive in hostile environments suchas therespiratorytractofCFpatients or their presence inpatients having suffered multipleofantibiotic. 3:In this work,through theuse of the NTS onnew bacterial species isolated from human microbiome,we have a chieveda standardized analysis"insilico"to determine there sistome of these bacteria and the presence of secondary metabolites associated bacteriocins and the NRPS/PKS. The application of the NTS for sequenc in go bacterial genome of new bacterial species isolated in the human microbiome, allowe dus to develop a platform capable of analyzing the senew species within 48

The spread of healthcare-associated infections (HAIs) and multi-drug resistance in healthcare networks is a major public health issue. Evaluating the role of inter-facility patient transfers that form the structure of these networks may provide insights on novel infection control measures. Identifying novel infection control strategies is especially important for multi-drug resistant pathogens such as Carbapenemase-producing Enterobacteriaceae (CPE) due to limited treatment options. The increasing use of inter-individual contact and inter-facility transfer network data in mathematical modelling of HAI spread has helped these models become more realistic; however, they remain limited to a few settings and pathogens. The main objectives of this thesis were two-fold: 1) to better understand the structure of the healthcare networks of France and their impact on HAI spread dynamics; and 2) to assess the role of transfers on the spread of CPE in France during the 2012 to 2015 period. The French healthcare networks are characterized by centralized patient flows towards hubs hospitals and a two-tier community clustering structure. We also found that networks of patients with HAIs form the same underlying structure as that of the general patient population. The number of CPE episodes have increased over time in France and projections estimate that the number of monthly episodes could continue to increase with seasonal peaks in October. The general patient network was used to show that, since 2012, patient transfers have played an increasingly important role over time in the spread of CPE in France. Multiple spreading events of CPE linked to patient transfers were also observed. Despite subtle differences in the flows of patients with an HAI and the general patient population, the general patient network may best inform novel infection control measures for pathogen spread. The structure of healthcare networks may help serve as a basis for novel infection control strategies to tackle HAIs in general but also CPE in particular. Key healthcare hubs in large metropoles and key patient flows connecting hospital communities at the local and regional level should be considered in the development of coordinated regional strategies to control pathogen spread in healthcare systems. / La propagation des infections nosocomiales (IN), notamment liées aux bactéries multi-résistantes, au sein du réseau des hôpitaux, est un grand enjeu de santé publique. L’évaluation du rôle joué par les transferts inter-établissements des patients sur cette propagation pourrait permettre l’élaboration de nouvelles mesures de contrôle. L’identification de nouvelles mesures de contrôle est particulièrement importante pour les bactéries résistantes aux antibiotiques comme les entérobactéries productrices de carbapenemase (EPC) pour lesquelles les possibilités de traitement sont très limitées. L’utilisation des données de réseaux de contact inter-individus et de transferts inter-établissement dans la modélisation mathématique ont rendu ces modèles plus proches de la réalité. Toutefois, ces derniers restent limités à quelques milieux hospitaliers et quelques pathogènes. La thèse a eu pour objectifs de 1) mieux comprendre la structure des réseaux hospitaliers français et leur impact sur la propagation des IN ; et 2) évaluer le rôle des transferts sur la propagation des EPC.Les réseaux hospitaliers français sont caractérisés par des flux de patients vers des hubs et par deux niveaux de communautés des hôpitaux. La structure du réseau de transfert des patients présentant une IN n’est pas différente de celle du réseau général de transfert des patients. Au cours des dernières années, le nombre d’épisode d’EPC a augmenté en France et les prédictions prévoient une poursuite de cette augmentation, avec des pics de saisonnalité en octobre. Ce travail a également montré que, depuis 2012, les transferts de patients jouent avec les années un rôle de plus en plus important sur la diffusion des EPC en France. Des évènements de propagation multiple liée aux transferts sont également de plus en plus souvent observés.En conséquence, la structure du réseau des hôpitaux pourrait servir de base pour la proposition des nouvelles stratégies de contrôles des IN en général, et des EPC en particulier. Les hôpitaux très connectés des grandes métropoles et les flux des patients entre les communautés locale et régionale doivent être considérés pour le développement de mesures de contrôle coordonnées entre établissements de santé.