Validation des analyses de séquençage du génome entier pour prédire les concentrations minimales inhibitrices (CMI) d’antimicrobiens afin de remplacer les tests phénotypiques de sensibilité aux antimicrobiens pour la surveillance des streptocoques

Période de financement : 2023-2025
Responsables : Alyssa Golden et Irene Martin
Investissement global de l'IRDG : 290 300 $

La forme envahissante de Streptococcus pyogenes (streptocoque du groupe A) est à l'origine de nombreuses maladies humaines, les plus graves étant la bactériémie, le syndrome du choc toxique streptococcique, la fasciite nécrosante et l'endocardite.

Le streptocoque du groupe B (Streptococcus agalactiae) invasif (SGB) est généralement associé à des maladies néonatales, se manifestant par des bactériémies, des pneumonies et des méningites. Il est également de plus en plus souvent associé à des maladies chez l’adulte, en particulier des bactériémies et des infections de la peau et des tissus mous. Le Laboratoire national de microbiologie (LNM) effectue des analyses de sensibilité aux antimicrobiens d’échantillons de streptocoques pyogènes (du groupe A) et de streptocoques du groupe B soumis par les laboratoires de santé publique provinciaux et territoriaux (PT) à des fins de surveillance et d’intervention en cas d’éclosion. À l’heure actuelle, on utilise la méthode de diffusion sur disque Kirby-Bauer d’excellence pour les analyses de sensibilité de sept antimicrobiens. Bien que cette méthode soit rentable et facile à utiliser, elle a l’inconvénient critique de ne donner que des résultats qualitatifs (c.-à-d. une interprétation de la sensibilité de l’antimicrobien sous forme de catégorie : sensible, intermédiaire ou résistant). Le LNM effectue également des essais de microdilution en bouillon avec un grand panel d’antimicrobiens, mais cela a été fait pour un nombre limité d’isolats des streptocoques du groupe A et du groupe B, car il existe peu de fonds pour financer cet essai sur une base régulière.

Les récentes réductions du coût des réactifs de séquençage du génome entier (SGE) et l’amélioration des méthodologies offrent maintenant la possibilité de séquencer régulièrement tous les isolats reçus à des fins de caractérisation à un coût moindre que l’acquisition des mêmes données phénotypiques. La recherche des déterminants moléculaires de la résistance aux antimicrobiens à l’aide du SGE nous permettra de reconnaître et de caractériser les nouveaux mécanismes de résistance, ainsi que de surveiller les profils de résistance, qui sont tous deux essentiels pour protéger la santé publique par l’orientation du traitement et des interventions. Le remplacement des essais phénotypiques classiques par des prévisions validées des concentrations minimales inhibitrices (CMI) obtenues à l’aide de méthodes d’apprentissage automatique permettra de réaliser des économies et d’améliorer l’efficacité des flux de travail en laboratoire tout en augmentant la capacité d’analyse. Les données de validation formeront un ensemble diversifié d’échantillons de référence permettant de surveiller l’évolution de l’épidémiologie moléculaire. En élaborant des méthodologies et en les partageant pour faire progresser le domaine de la surveillance grâce à l’étroite collaboration entre les laboratoires provinciaux et territoriaux de première ligne, nous remplirons notre mandat qui consiste à fournir un leadership, des partenariats et de l’innovation.

Nous proposons de valider la méthodologie pour les prédications courantes des CMI des streptocoques du groupe A et du groupe B à l’aide du SGE, qui remplacera nos flux de travail existants sur la détermination du phénotype. Nos objectifs sont les suivants : i) réaliser des essais quantitatifs de sensibilité aux antimicrobiens par analyse électronique afin d’obtenir des valeurs de CMI exactes et précises pour les isolats des streptocoques du groupe A et du groupe B; ii) réaliser le SGE correspondant de ces isolats; iii) utiliser des techniques d’apprentissage automatique pour concevoir, élaborer et valider la méthodologie permettant de prédire les CMI à l’aide des données du SGE.