Characterization of ß-lactamase genes in clinical isolates and determination of the inhibitory effects of Algerian seaweeds extracts on recombinant ß-lactamases GES-22 and OXA-1

Abstract

Le but principal de cette étude était de déterminer le type et la prévalence des gènes codants pour les β-lactamases dans des isolats bactériens Gram négatif algériens communautaires et nosocomiaux, ainsi que de rechercher les effets inhibiteurs d'extraits méthanoliques (EMs)de sept algues de la cote algérienne [Ulva intestinalis, Codium tomentosum, Bryopsis pulmosa, Sargassum vulgare, Dictyota dichtoma, Halopteris scoparia et Cystoseira compressa] sur deux variants de β-lactamases, GES-22 et OXA-1. Les résultats ont montré que les isolats contenant au moins un gène codant pour la β-lactamase (blaTEM, blaSHV, blaCTX-M1-M2, blaGES, blaPER-2, blaNDM, bla blaOXA-M (23,24,51,58)); ne portent ni le gène blaKPC ni le gène blaIMP ni le gène blaVIM . Les régions conservées des cassettes de gènes des intégrons de classe I et II ont été déterminées seules et ensemble dans ces isolats. Le contenu en polyphénols totaux des sept espèces d'algues variait entre 0,93 ± 0,65 et 3,22 ± 0,91 mg GAEs/g poids sec. Ceux des EMs des algues vertes étaient presque deux fois plus élevés que ceux des algues brunes. Cependant, les teneurs en vitamine E de EMs des algues brunes étaient plus élevées que celles de MEs des algues vertes. En outre, une analyse qualitative a montré l’existence de composés communs aux MEs des sept algues, incluant l’acide α-linolénique (C18: 3 3), l’acide linoléique (C18: 2 ω6), l’acide oléique (C18: 1 ω9) et l’acide arachidonique (C20: 4). ω6). De plus, U. intestinalis et D. dichtoma contiennent de la baicaleine (C15H10O5) et de la curcumine (C21H20O6). C. tomentosum contient de la quercetine (C15H10O7) et C. compressa contient de la (S) naringenine (C15H12O5). Les valeurs de IC50 des ME déterminées par analyse de régression linéaire informatisée après transformation logit / log, variaient de 13,01 ± 0,46 μg/mL (D. dichtoma) à 41,24 ± 0,23 μg/mL (C. compressa) et de 13,22 ± 0,96 μg/mL. (B. pulmosa) à 62,39 ± 1,96 µg/mL (C. compressa) avec GES-22 et OXA-1, respectivement. L’EM de Dichtoma a montré un effet inhibiteur plus significatif sur GES-22 que les inhibiteurs β-lactames classiques, le clavulanate, le sulbactam et le tazobactam (IC50 = 68,38 ± 0,17 μg/mL, 52,68 ± 0,64 μg/mL et 29,94 ± 0,01 μg/mL, respectivement). Le sulbactam et l’acide clavulanique n'ont pas inhibé l'OXA-1, mais le tazobactam l'a inhibé modérément (IC50 = 243,03 ± 4,53 μg/mL). Cependant, l'EM de B. pulmosa a montré un effet inhibiteur significatif sur OXA-1 (IC50 = 13,22 ± 0,96 μg/mL). Des données des memes tests classaient tous les EMs comme inhibiteurs non compétitifs d'OXA-1 et de GES-22, à l'exception de l’EM de B. pulmosa et de C. compressa, qui inhibent GES-22 de manière compétitive et non compétitive, respectivement. Des études d'amarrage ont montré que la puissance de l'inhibition est probablement due à des liaisons hydrogène et aux interactions hydrophobes entre les ligands (composés identifiés dans les EMs d'algues et d'autres composés naturels) et les acides aminés du site actif des sérine et des métallo-β-lactamases. Tous les composés identifiés dans les EMs d'algues ont montré un score de libdock et une énergie d'interaction CDOCKER supérieurs à ceux du clavulanate et du sulbactam pour les 15 β-lactamases. L’hespéridine, la dihydromyrécitine et la curcumine peuvent être suggérées comme de bons ligands sur la base de leur score de libdock et de l'énergie d'interaction CDOCKER.