Des vaches laitières exposées aux métaux lourds aggravent le problème des pathogènes résistants aux antibiotiques

Quatre ans après une catastrophe environnementale qui a dévasté le bassin de la rivière Doce, dans le sud-est du Brésil (illustré sur la carte ci-dessus), des chercheurs ont analysé les conséquences d'une exposition à long terme à de l'eau potable contaminée sur les bovins laitiers. Image: Groupe de recherche Erika Ganda / Penn State.

« Des vaches laitières exposées aux métaux lourds aggravent le problème des pathogènes résistants aux antibiotiques », source Penn State University.

Les vaches laitières, exposées pendant quelques années à de l'eau potable contaminée par des métaux lourds, sont porteuses de plus d'agents pathogènes chargés de gènes de résistance aux antibiotiques capables de tolérer et de survivre à divers antibiotiques.

C'est la conclusion d'une équipe de chercheurs qui a mené une étude sur deux troupeaux laitiers au Brésil quatre ans après la rupture d'un barrage contenant des déchets miniers, et qui met en lumière une menace pour la santé humaine, selon les chercheurs.

L'étude est la première à montrer que la persistance à long terme des métaux lourds dans l'environnement peut déclencher des changements génétiques et interférer avec les communautés de micro-organismes qui colonisent les vaches laitières, selon la chercheuse Erika Ganda, professeur des microbiomes des animaux destinés à l'alimentation à Penn State.

«Nos conclusions sont importantes car si la résistance bactérienne aux antibiotiques est transférée via la chaîne alimentaire par la consommation de lait ou de viande, cela aurait des implications substantielles pour la santé humaine», a-t-elle déclaré. «Ce que nous avons constaté, c’est que lorsque la contamination par les métaux lourds est présente dans l’environnement, il existe un potentiel d’augmentation des soi-disant« super-bactéries.»

Une déclaration de l’Organisation mondiale de la santé appuie l’affirmation de Ganda, affirmant que la résistance aux antibiotiques est l’une des 10 principales menaces mondiales pour la santé publique auxquelles l’humanité est confrontée. La résistance aux antibiotiques survient lorsque les bactéries, virus, champignons et parasites changent avec le temps et ne répondent plus aux médicaments, ce qui rend les infections plus difficiles à traiter et augmente le risque de propagation de maladies, de maladies graves et de décès.

Une calamité environnementale sud-américaine a déclenché la recherche. Connu sous le nom de catastrophe du barrage de Mariana, en 2015, le barrage de résidus de Fundao a subi une défaillance catastrophique et a libéré plus de 41,6 milliards de litres de déchets de minerai de fer. L'énorme vague de boue toxique s'est déversée dans le bassin de la rivière Doce entourant la ville de Mariana dans le Minas Gerais, un État du sud-est du Brésil.

Suite à cette catastrophe, l'équipe a analysé les conséquences d'une exposition à long terme à l'eau potable contaminée sur les bovins laitiers.

Pour parvenir à leurs conclusions, les chercheurs ont identifié des gènes bactériens de résistance aux antibiotiques dans les excréments, le liquide ruminal et les voies nasales de 16 bovins laitiers de la zone contaminée par les déchets de minerai de fer quatre ans après la catastrophe environnementale. Les chercheurs ont comparé des échantillons prélevés sur ces animaux à des échantillons analogues de 16 bovins laitiers d'une ferme non affectée, à environ 220 miles de là.

La communauté des micro-organismes chez les bovins exposés en permanence à de l'eau contaminée différait à bien des égards de celle des vaches non exposées aux métaux lourds, a noté la chercheuse Natalia Carrillo Gaeta, étudiante en doctorat et assistante de recherche au Département de médecine vétérinaire préventive et de santé animale, Université de São Paulo, Brésil.

L'abondance relative et la prévalence des gènes de résistance bactérienne aux antibiotiques étaient plus élevées chez les bovins de la ferme affectée par les métaux lourds que chez les bovins de la ferme non contaminée, a-t-elle souligné.

Les données, publiées dans Frontiers of Microbiology, suggèrent que l'exposition à la contamination par des métaux lourds entraîne la sélection de bactéries possédant des gènes de résistance aux métaux lourds, aux biocides et à plusieurs antibiotiques, a expliqué Gaeta. «Nous avons constaté que les gènes bactériens de résistance aux antimicrobiens sont plus facilement détectés dans les échantillons fécaux.»

Le lien entre la concentration de métaux lourds dans l'environnement et l'augmentation de la prévalence de la résistance aux antibiotiques chez les bactéries a déjà été observé, a déclaré Ganda. Il est connu sous le nom de «phénomène de co-résistance» et se caractérise par la proximité entre différents types de gènes de résistance situés dans le même élément génétique.

«En raison de cette connexion, le transfert d'un gène fournissant une résistance aux métaux lourds, peut se produire de concert avec le transfert du gène le plus proche, fournissant une résistance aux antibiotiques», a-t-elle déclaré. «Par conséquent, certains mécanismes de résistance sont partagés entre les antibiotiques et les métaux lourds.»

Le groupe de recherche de Ganda au Collège des sciences agricoles travaille dans la perspective de One Health, qui se concentre sur l’interaction entre les animaux, les humains et l’environnement. Elle croit que cette recherche présente une bonne description d'un problème de One Heath.

«Dans cette catastrophe environnementale brésilienne, non seulement plusieurs personnes et animaux ont été tués par l'inondation dévastatrice causée par la rupture du barrage, mais la contamination a persisté dans l'environnement et s'est transformée chez les vaches laitières, ce qui pourrait potentiellement poser un autre risque pour les humains», a dit Ganda. «Si ces animaux sont colonisés, des bactéries résistantes pourraient également atteindre les humains et les coloniser tout au long de la chaîne alimentaire.»