En microbiologie, la concentration minimale inhibitrice (CMI) est la plus faible concentration d'un produit chimique, généralement un médicament, qui empêche la croissance visible d'une ou de plusieurs bactéries. La CMI dépend du micro-organisme considéré, de l'être humain affecté (in vivo uniquement) et de l'antibiotique lui-même^[1].

La CMI est déterminée en préparant des solutions du produit chimique in vitro à diverses concentrations croissantes, en incubant les solutions avec des groupes séparés de bactéries en culture et en mesurant les résultats en utilisant une méthode de dilution standardisée (agar ou microdilution). Les résultats se classent ensuite comme « sensible », « intermédiaire » ou « résistant » à un antimicrobien particulier en utilisant un point d'arrêt. Les points d'arrêt sont des valeurs convenues, publiées dans les directives d'un organisme de référence, comme le US Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI), la British Society for Antimicrobial Chemotherapy (BSAC) ou le Comité européen sur les tests de sensibilité aux antimicrobiens (EUCAST)^[2]. On a pu constater des écarts importants au niveau des points d'arrêt de divers pays européens au fil des ans, et entre ceux de l'EUCAST et du CLSI^[3].

Alors que la CMI est la concentration la plus faible d'un agent antibactérien nécessaire pour inhiber la croissance visible, la concentration bactéricide minimale (CBM) est la concentration minimale d'un agent antibactérien qui entraîne la mort bactérienne. Plus la CMI est proche de la CBM, plus le composé est bactéricide^[4].

La première étape de la découverte d'un médicament est souvent le dépistage d'un médicament candidat de banque de données pour les CMI contre les bactéries d'intérêt^[5]. En tant que tels, les CMI sont généralement le point de départ pour de plus grandes évaluations précliniques de nouveaux agents antimicrobiens^[6]. Le but de la mesure de la concentration minimale inhibitrice est de s'assurer que les antibiotiques sont choisis efficacement pour augmenter le succès du traitement.

Après la découverte et la commercialisation d'antibiotiques, le microbiologiste, pharmacologue et médecin Alexander Fleming développe la technique de dilution en bouillon en utilisant la turbidité du bouillon de culture pour l'estimation^[7]. On pense généralement qu'il s'agit du moment de conception des concentrations minimales inhibitrices^[8]. Plus tard dans les années 80, le Clinical and Laboratory Standards Institute a consolidé les méthodes et les normes pour la détermination des CMI et leur utilisation clinique. À la suite de la découverte de nouvelles molécules antibactériennes, de pathogènes et de leur évolution, les protocoles de CLSI sont également continuellement mis à jour pour refléter ce changement^[9]. Les protocoles et les paramètres définis par le CLSI sont considérés comme la « référence absolue » aux États-Unis et sont utilisés par les autorités réglementaires, telles que la FDA, pour effectuer des évaluations^[10].

De nos jours, la CMI est utilisée dans les tests de sensibilité aux antimicrobiens. La CMI est indiquée en fournissant l'interprétation du niveau de sensibilité à côté de chaque antibiotique. Les différentes interprétations du niveau de sensibilité sont : S (sensible), I (intermédiaire) et R (résistant). Ces interprétations ont été créées et mises en œuvre par le Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). Dans les cliniques, le plus souvent, l'identification exacte des pathogènes ne peut pas être facilement déterminée par les symptômes du patient. De plus, même si l'agent pathogène est déterminé, différents sérotypes d'agents pathogènes, tels que Staphylococcus aureus, possèdent différents niveaux de résistance aux antimicrobiens. En tant que tel, il est difficile de prescrire des antimicrobiens corrects^[11]. Dans de tels cas, la CMI est déterminée en faisant croître l'isolat pathogène du patient sur une plaque (milieu solide) ou dans un bouillon (milieu liquide), qu'on utilise ensuite dans le test^[12]. Ainsi, la connaissance de la CMI fournira au médecin des informations précieuses pour faire une prescription. L'utilisation exacte et précise d'antimicrobiens est également importante dans le contexte des bactéries multirésistantes. Les microbes tels que les bactéries ont au fil des années gagné en résistance aux antimicrobiens auxquels ils étaient auparavant sensibles^[13]. L'utilisation d'antimicrobiens à des niveaux incompatibles ou inférieurs à la CMI fournit une pression sélective qui a accéléré l'évolution de la résistance des agents pathogènes bactériens^[14]. En tant que tel, il est de plus en plus important de déterminer la CMI afin de faire le meilleur choix dans la prescription d'antimicrobiens.

En clinique, on préfère utiliser la CMI plutôt que la CBM parce que la CMI est plus facile à déterminer^[9]. La concentration bactéricide minimale (CBM), qui est la concentration antibactérienne minimale entraînant la mort microbienne, est définie par l'incapacité de remettre les bactéries tuées en culture. De plus, l'efficacité du médicament est généralement similaire lorsqu'on le prend à la fois aux concentrations de CMI et de CBM car le système immunitaire de l'hôte peut expulser l'agent pathogène lorsque la prolifération bactérienne est à l'arrêt^[15]. Lorsque la CBM est beaucoup plus élevée que la CMI, la toxicité du médicament rend la prise de la CBM du médicament préjudiciable au patient. La toxicité antimicrobienne peut prendre de nombreuses formes, telles que l'hypersensibilité immunitaire et la toxicité hors cible^[16].

Trois réactifs principaux sont nécessaires pour exécuter ce test : un milieu de culture, un agent antimicrobien et le microbe que l'on veut tester. Le milieu le plus couramment utilisé est le bouillon de Mueller Hinton à cations ajustés, en raison de sa capacité à soutenir la croissance de la plupart des agents pathogènes et du fait qu'il ne contient pas d'inhibiteurs envers les antibiotiques courants^[17]. Selon l'agent pathogène et les antibiotiques testés, le milieu peut être changé et/ou ajusté (au niveau de la concentration de ses composés). La concentration d'antimicrobiens est ajustée à la concentration correcte d'intérêt en mélangeant l'antimicrobien d'origine avec le milieu. L'antimicrobien ajusté est dilué en série dans plusieurs tubes (ou puits lorsqu'on travaille en microplaques) pour obtenir un gradient. Le taux de dilution peut être ajusté en fonction du point d'arrêt et des besoins du praticien. Le microbe, ou l'agent d'inoculation, doit provenir de la même unité formant colonie et doit être à la bonne concentration. Cela peut être ajusté par le temps d'incubation et la dilution. Pour vérification, le contrôle positif est repiqué sur plaque dans une dilution au centuple pour compter les unités formant colonie. On inocule les microbes dans les tubes (ou la plaque) et on les incube pendant 16 à 20 heures. La CMI est généralement déterminée par la turbidité : un milieu trouble signifiera que la culture a poussé et donc que la concentration n'est pas assez importante ; à l'inverse, un milieu transparent sera la preuve que la culture n'a pas poussé.

Les tests epsilon (Etests) peuvent également être utilisés comme méthode alternative pour déterminer les valeurs de CMI d'une large gamme d'agents antimicrobiens contre différents groupes d'organismes, qui a été largement utilisée dans les laboratoires de microbiologie du monde entier. Fabriquées par bioMérieux, les Etests sont des bandelettes réactives en plastique non poreuses prêtes à l'emploi avec un gradient d'antibiotique prédéfini, couvrant une plage de concentration continue^[18].

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Minimum inhibitory concentration » (voir la liste des auteurs).

• Antibiotique
• Antibiorésistance
• Concentration bactéricide minimale

• Portail de la microbiologie