Comment les bactéries `` agissent comme une '' pour échapper aux antibiotiques
Une nouvelle recherche se concentre sur Pseudomonas aeruginosa pour découvrir une stratégie que les bactéries résistantes aux médicaments utilisent pour éviter les antibiotiques. Les résultats pourraient aider à rendre les antibiotiques plus efficaces.
Jean-Louis Bru, du département de biologie moléculaire et de biochimie de l'Université de Californie à Irvine, est le premier auteur de la nouvelle étude, qui apparaît dans le Journal de bactériologie.
Bru et ses collègues ont concentré leurs efforts de recherche sur Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), un type de bactérie qui attaque principalement les personnes atteintes de fibrose kystique.
La fibrose kystique est une maladie respiratoire héréditaire dans laquelle les poumons produisent plus de mucus qu'ils ne le devraient. Il touche environ 30 000 personnes aux États-Unis.
P. aeruginosa est également présente dans les établissements de soins de santé et la bactérie peut se propager à travers l'eau, le sol, les mains, l'équipement et d'autres surfaces contaminés. La bactérie peut entraîner des infections postopératoires dans le sang ou d'autres parties du corps, ainsi qu'une pneumonie.
P. aeruginosa est l'un des types de bactéries les plus dangereux.
Dans le contexte de la crise de santé publique qu'est la résistance aux antibiotiques, l'Organisation mondiale de la santé (OMS) a placé P. aeruginosa sur la liste des «agents pathogènes prioritaires», c'est-à-dire les 12 bactéries les plus dangereuses pour la santé humaine parce qu'elles sont devenues résistantes aux médicaments que les médecins utilisent couramment pour les combattre.
L'OMS a divisé ces 12 bactéries en priorité «critique», «élevée» et «moyenne». P. aeruginosa aussi critique en raison de sa résistance au groupe d'antibiotiques appelés carbapénèmes.
Il y a à peine 2 semaines, les Centers for Disease Control and Prevention (CDC) ont également estimé P. aeruginosa une «menace sérieuse», en la plaçant sur leur liste d'agents pathogènes hautement prioritaires.
Dans ce tableau plus large, des recherches telles que l’étude que Bru et ses collègues ont menée sont essentielles à la fois pour comprendre les mécanismes de défense des bactéries et pour lutter plus efficacement contre les infections.
Les bactéries agissent comme «un seul organisme uni»
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont examiné la croissance et la propagation des bactéries dans les boîtes de Pétri, recréant un environnement similaire à celui des muqueuses qui permettent P. aeruginosa pour prospérer dans la fibrose kystique.
Ici, l'équipe a testé l'effet des antibiotiques et des bactériophages sur «l'essaimage», qui est la capacité des bactéries à se déplacer collectivement. Les bactériophages sont des virus qui infectent et attaquent les bactéries de l'intérieur.
Mélanger l'antibiotique gentamicine avec P. aeruginosa des essaims ont révélé que les bactéries envoient des signaux à leurs bactéries conspécifiques, les avertissant du danger et leur permettant de l'éviter.
Le Pseudomonas les bactéries le font en sécrétant le Pseudomonas molécule de signalisation quinolone (PQS), écrivent les auteurs. Ils expliquent: «Ces mécanismes ont pour effet global de limiter l'infection à une sous-population, ce qui favorise la survie de l'ensemble de la population.»
La co-auteure de l'étude Nina Molin Høyland-Kroghsbo, professeure adjointe au département des sciences vétérinaires et animales de l'Université de Copenhague au Danemark, commente les expériences et leurs résultats.
«Nous pouvons voir dans le laboratoire que les bactéries nagent simplement autour de la« zone dangereuse »avec des antibiotiques ou des bactériophages. Lorsqu'ils reçoivent le signal d'avertissement de leurs congénères, vous pouvez voir au microscope qu'ils se déplacent dans un cercle net », dit le chercheur, se référant au mouvement d'essaimage.
«C'est un mécanisme de survie intelligent pour les bactéries», poursuit-elle. «S'il s'avère que les bactéries utilisent la même manœuvre d'évitement pour infecter les humains, cela peut aider à expliquer pourquoi certaines infections bactériennes ne peuvent pas être traitées efficacement avec des antibiotiques.»
«Il est assez fascinant pour nous de voir comment les bactéries communiquent et changent de comportement pour permettre à l'ensemble de la population bactérienne de survivre. On peut presque dire qu’ils agissent comme un seul organisme uni. »
Nina Molin Høyland-Kroghsbo
Ouvrir la voie à des antibiotiques plus efficaces
Dans un éditorial lié, Julia C. van Kessel commente l'importance des résultats, affirmant que P. aeruginosaLa capacité d ’influencer le comportement d’ un groupe, tel que l ’essaimage en réponse au stress, est une découverte« unique ». Cela a conduit les auteurs de l'étude à inventer le terme «réponse collective au stress», écrit van Kessel.
Les auteurs de l'étude commentent également les moyens par lesquels leurs résultats pourraient finalement aider à lutter contre la crise de résistance aux antibiotiques.
Bien qu’il reste encore beaucoup de travail à faire avant que les résultats ne mènent au développement de traitements utiles, la prochaine étape de la recherche consistera à trouver des moyens d’interférer avec la signalisation PQS de la bactérie.
Les résultats «[ouvrent] la voie à l'usage de drogues pour tenter d'empêcher que le signal d'avertissement soit envoyé en premier lieu», déclare Nina Molin Høyland-Kroghsbo.
«Alternativement, vous pouvez concevoir des substances susceptibles de bloquer la réception du signal par les autres bactéries, ce qui pourrait potentiellement rendre le traitement avec des antibiotiques ou des bactériophages plus efficace», ajoute le chercheur.
«Les infections par ce type de bactéries sont un problème majeur dans le monde, avec de nombreuses hospitalisations et décès. C'est pourquoi nous sommes très heureux de pouvoir apporter de nouvelles connaissances qui peuvent potentiellement être utilisées pour lutter contre ces bactéries.
Nina Molin Høyland-Kroghsbo
