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JF Perrin mise à jour 2009/2015
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Trois mécanismes distincts peuvent être à l'origine d'une résistance acquise aux beta-lactames : (i) imperméabilisation, (ii) modification des PBPs, (iii) production de β-lactamase, (iv) efflux actif de l'antibiotique.
Par exemple, chez des souches Gram(-) : modification des porines qui va imperméabiliser la membrane externe aux β-lactames trop hydrophiles pour diffuser librement à travers la membrane externe (céphalosporines; pénicillines à large spectre).
Par exemple, (i) modification de structure d'une PBP essentielle réduisant l'affinité pour certaines β-lactamines ou (ii) apparition d'une nouvelle PBP à faible affinité pour certaines β-lactamines. Le mécanisme (ii) se retrouve dans les souches de staphylocoques dites "résistantes à la méticilline" (l'importance clinique est très grande).
La production par certaines souches d'enzymes hydrolysant l'antibiotique β-lactame constitue le mécanisme de résistance le plus courant. Ces enzymes sont secrétées. Elles se lient aux β-lactames cibles (souvent avec plus d'affinité que les PBP) et hydrolysent la liaison amide du cycle β-lactame (les turn-over mesurés vont jusqu'à plus de 1000 molécules d'antibiotique hydrolysées par seconde par β-lactamase).
Ci-dessous un schéma d'inactivation d'une pénicilline par une β-lactamase dite à "sérine active" (à mettre en relation avec le mécanisme de fonctionnement des transpeptidases et la reconnaissance des β-lactames par les transpeptidases ...).
Remarque : il existe des β-lactamases qui ne sont pas à sérine active mais à Zn2+. Un bon enzymologiste pouvait d'ailleurs le deviner ...
Les pompes à efflux = assemblages protéiques qui permettent de pomper activement un composé depuis le cytosol ou l'espace périplasmique vers l'extérieur au delà de la membrane externe.