Involvement of Pseudomonas aeruginosa in human and animal health in Normandy : resistance, adaptation factors, and biofilm

Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) est une bactérie représentée dans l’environnement, ainsi que chez l’Homme et l’animal où elle est responsable d’infections opportunistes. En Normandie, une large étude réalisée sur 180 souches isolées à l’hôpital (de patients ou de l’environnement de la structure de soins) et 168 souches d’animaux (de chevaux, chiens, félins et bovins) a mis en évidence leur diversité. Suite au séquençage complet du génome de 121 souches (77 humaines et 44 animales), 28 Sequences Type [ST] ont été retrouvés parmi les souches d’origine animale et 18 pour les souches d’origine hospitalière. Des souches de ST considérés parmi les dix principaux clones à haut risque mondiaux de P. aeruginosa en santé humaine ont été retrouvées à l’hôpital et chez les animaux. Alors que la médecine vétérinaire dispose aujourd’hui d’un très petit éventail thérapeutique pour lutter contre les infections à P. aeruginosa, des taux de résistances pour des antibiotiques critiques (carbapénèmes) chez l’Homme ont été retrouvés dans les deux populations. De plus, une importante représentation d’un phénotype de sensibilité diminuée (SD) au chlorure de didécyldiméthylammonium (DDAC), un ammonium quaternaire présent dans les désinfectants très utilisés en médecine, a été observée. En effet, des variations jusqu’à 16 fois la CMI, par rapport à celle des souches de référence, ont été observées. Ce phénotype est retrouvé au moins depuis 2011 à l’hôpital et 2017 chez les animaux. Il est davantage représenté dans l’environnement hospitalier (62,5 %), que chez les patients (28,2 %) et les animaux (11,3 %). Les mécanismes sous-jacents à cette SD au DDAC ne sont pas décrits. Nos premiers résultats semblent indiquer une surexpression de la pompe Résistance-Nodulation-Division d’efflux MexAB-OprM. Ils devront toutefois être confirmés sur un nombre plus important de souches. Parmi les autres mécanismes de résistance, la formation de biofilm ne semblait pas directement impliquée dans la SD au DDAC, mais constitue une structure de persistance de la bactérie dans l’environnement, malgré l’application de désinfectants. L’ensemble de ces observations renforce la nécessité d’étudier les différents réservoirs de la résistance pour P. aeruginosa, notamment via une approche « One health ».Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) is a bacterium represented in the environment, as well as in humans and animals, where it is responsible for opportunistic infections. In Normandy, a large study carried out on 180 strains isolated in hospitals (from patients or the environment of the care structure) and 168 strains isolated from animals (from horses, dogs, felines, and cattle) highlighted their diversity. By whole genome sequencing of 121 strains (77 human and 44 animal), 28 Sequence Type [ST] were found among strains of animal origin and 18 for strains of hospital origin. ST strains considered among the top ten global high-risk clones of P. aeruginosa in human health have been found in hospitals and animals. While veterinary medicine now has a very small therapeutic range to control P. aeruginosa infections, resistance rates for critical antibiotics (carbapenems) in humans were found for both populations. In addition, an important representation of a phenotype of decreased susceptibility (DS) to didecyldimethylammonium chloride (DDAC), a quaternary ammonium presents in disinfectants widely used in medicine, was observed. Indeed, variations of up to 16 times the MIC, compared to that of the reference strains, were observed. They were found in at least since 2011 in the hospital and 2017 in animals. This phenotype was more represented in the hospital setting (62.5%) than in patients (28.2%) and animals (11.3%). The mechanisms underlying this DS to DDAC are not described. Our first results seem to indicate an overexpression of the MexAB-OprM efflux resistance-nodulation-division pump. However, these results should be confirmed on a larger number of strains. Among other possible resistance mechanisms, biofilm formation did not appear to be directly involved in DS to DDAC, but constitutes a persistent structure of the bacteria in the environment, despite the application of disinfectants. All these observations reinforce the need to study the different reservoirs of resistance for P. aeruginosa, in particular via a "One health" approach