Les bactéries peuvent développer rapidement une résistance aux antibiotiques en adaptant des pompes spéciales pour les éliminer de leurs cellules, selon une nouvelle recherche du Quadram Institute et de l’Université d’East Anglia. L’étude est publiée dans la revue npj Antimicrobiens et résistance.
La résistance aux antimicrobiens est un problème croissant d’importance mondiale. L’augmentation des « superbactéries » résistantes menace notre capacité à utiliser des antimicrobiens comme les antibiotiques pour traiter et prévenir la propagation des infections causées par des micro-organismes.
On espère que les résultats amélioreront la façon dont les antibiotiques sont utilisés pour aider à prévenir la propagation de la résistance aux antimicrobiens.
La Norwich Medical School du professeur Mark Webber UEA et le Quadram Institute ont déclaré : « Connaître les détails des mécanismes que les bactéries développent pour devenir résistantes est une étape clé pour comprendre la résistance aux antimicrobiens. Nous espérons que ce type de travail permettra de comprendre quand et comment la résistance émerge peut nous aider à mieux utiliser les antibiotiques pour minimiser la sélection de la résistance. »
L’équipe a étudié comment l’exposition aux antimicrobiens conduit à l’émergence de la résistance.
De manière générale, les défenses des superbactéries contre les antibiotiques consistent à inactiver ou à éviter les médicaments, à les empêcher de pénétrer dans leurs cellules ou à les faire sortir de leurs cellules avant qu’ils ne puissent avoir un effet. Mais exactement comment ils font cela est encore en cours d’élaboration.
Dans cette nouvelle étude, le Dr Eleftheria Trampari de QI, le professeur Webber et ses collègues ont recréé les stress évolutifs qui conduisent à la résistance aux antimicrobiens en exposant la bactérie Salmonella à deux antibiotiques différents.
Les bactéries ont été autorisées à se développer et à se reproduire dans deux états différents qui imitent leur mode de vie dans l’environnement.
Certains étaient planctoniques – flottant dans un bouillon liquide – mais d’autres étaient dans des biofilms. Les bactéries forment des biofilms sur les surfaces, comme moyen de se protéger contre les stress et la plupart des bactéries du monde réel existent dans un biofilm.
Des centaines de générations de bactéries ont été cultivées et exposées aux antibiotiques, et dans cette simulation d’évolution, la survie des plus aptes a sélectionné les bactéries les mieux adaptées pour faire face à la présence des antibiotiques.
Pour identifier comment ces « vainqueurs » étaient devenus résistants, les chercheurs ont séquencé les génomes des bactéries résistantes, pour identifier quels gènes avaient changé par rapport à leurs ancêtres non résistants.
Ils ont découvert que les deux antibiotiques sélectionnaient différentes mutations dans une pompe moléculaire que Salmonella utilise pour se débarrasser des composés toxiques de l’intérieur de ses cellules. Avec des collègues de l’Université d’Essex et de l’Université de Cagliari, ils ont découvert que ces deux changements différents modifiaient le fonctionnement de la pompe de manière totalement différente. L’un facilitait la capture des médicaments par les pompes, l’autre facilitait le passage des médicaments à travers la pompe.
Une recherche dans des bases de données de génomes d’isolats de Salmonella a révélé que l’une de ces mutations est également apparue plusieurs fois dans le monde réel, chez des Salmonella provenant de patients, de bétail et d’aliments au Royaume-Uni, aux États-Unis et dans l’UE, dès 2003.
Les résultats confirment le rôle primordial de ces pompes en tant que première ligne de défense contre les antimicrobiens.
« Ce travail simule ce qui se passe dans le monde réel où les bactéries sont constamment exposées à des concentrations variables d’antimicrobiens », a déclaré le Dr Eleftheria Trampari de l’Institut Quadram et premier auteur de l’étude.
« Etudier comment les souches résistantes émergent et prédire à quels médicaments elles ne répondront pas peut être utile pour développer des diagnostics et des stratégies de traitement. »
Plus d’information:
Eleftheria Trampari et al, Des mutations fonctionnellement distinctes au sein d’AcrB sous-tendent la résistance aux antibiotiques dans différents modes de vie, npj Antimicrobiens et résistance (2023). DOI : 10.1038/s44259-023-00001-8