A propos de souches mutantes de Escherichia coli et de Staphylococcus aureus obtenues par sélection en laboratoire pour survivre sur des surfaces solides en cuivre

Le blog avait proposé entre autres articles en 2013, Inactivation de norovirus sur des surfaces sèches en alliage de cuivre et Le cuivre est-il le super matériau antimicrobien pour les surfaces de contact dans les hôpitaux ? puis en 2016, Le cuivre en tant que matériau  antibactérien dans différentes installations et enfin en 2019, Des lits en cuivre à l’hôpital tuent des bactéries et sauvent des vies.

Mais voici ce qu'on peut lire, selon les éditeurs de la revue Applied and Environmental Microbioloy, « Des souches mutantes qui survivent sur des surfaces en cuivre ».

Les microbes sont rapidement tués sur les surfaces en cuivre par contact. À l'aide d'une évolution artificielle en laboratoire, Bleichert et ses collègues ont isolé des mutants de Escherichia coli et de Staphylococcus aureus résistants à la méthicilline (SARM) qui ont survécu à la destruction par contact sur des surfaces de cuivre. Les mutants partageaient des caractéristiques avec des membres de sous-populations bactériennes entrant dans l'état de persistance précoce, mais leur phénotype stable n'était pas limité à une petite sous-population.

En conséquence, des procédures opérationnelles standardisées avec des mesures d'hygiène strictes sont extrêmement importantes pour prévenir l'émergence de souches bactériennes persistantes et tolérantes à la surface du cuivre si des surfaces solides en cuivre doivent être utilisées pour limiter la propagation de bactéries pathogènes.

L'article paru dans Applied and Environmental Microbiology, a pour titre, Souches mutantes de Escherichia coli et de Staphylococcus aureus résistants à la méthicilline obtenues par sélection en laboratoire pour survivre sur des surfaces solides en cuivre.

Résumé

L'évolution artificielle en laboratoire a été utilisée pour produire des souches mutantes de Escherichia coli et de Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM) capables de survivre sur des surfaces antimicrobiennes en cuivre. Ces mutants étaient 12 et 60 fois moins sensibles au processus de destruction par contact lié au cuivre que leurs souches parentales respectives. Les niveaux de croissance du mutant et de son parent dans un milieu de croissance complexe étaient similaires. La tolérance aux ions cuivre des mutants est restée inchangée. Le phénotype mutant est resté stable sur environ 250 générations dans des conditions non stressantes. Les mutants et leurs souches parentales respectives ont accumulé du cuivre libéré des surfaces métalliques à des degrés similaires. Néanmoins, seules les souches parentales ont succombé au stress du cuivre lorsqu'elles ont été mises en cause sur des surfaces en cuivre, subissant une destruction complète de la structure cellulaire.

Le séquençage du génome entier et l'analyse du transcriptome global ont été utilisés pour déchiffrer les altérations génétiques des souches mutantes; cependant, ces résultats n'ont pas expliqué les phénotypes de tolérance au cuivre au niveau systémique.

Au lieu de cela, les mutants partageaient des caractéristiques avec celles des sous-populations bactériennes stressées entrant dans l'état de persistance précoce ou «superficiel». Contrairement à l'état de persistance canonique, cependant, la capacité à survivre sur des surfaces en cuivre a été adoptée par la majorité de la population de souches mutantes. Cela a indiqué que l'application de surfaces solides en cuivre dans les hôpitaux et ailleurs doit être accompagnée de schémas de nettoyage stricts pour maintenir les surfaces en cuivre actives et prévenir l'évolution de souches mutantes tolérantes.

Importance

Les microbes sont rapidement détruits sur des surfaces solides en cuivre par contact. Les surfaces en cuivre ont donc un rôle important à jouer dans la prévention de la propagation des infections nosocomiales. Les bactéries s'adaptent à des environnements naturels et cliniques difficiles grâce à des processus évolutifs, par exemple par l'acquisition de mutations spontanées bénéfiques. Nous souhaitons aborder la question de savoir si des mutants peuvent être sélectionnés qui ont évolué pour survivre à la destruction par contact sur des surfaces solides en cuivre.

Nous avons isolé ces mutants de Escherichia coli et de Staphylococcus aureus résistants à la méthicilline (SARM) par évolution artificielle en laboratoire. La capacité de survivre sur des surfaces solides en cuivre était un phénotype stable de la population mutante et non limitée à une petite sous-population. En conséquence, des procédures opérationnelles standardisées assorties de mesures d'hygiène strictes sont extrêmement importantes pour prévenir l'émergence et la propagation de souches bactériennes de type persistantes et tolérantes à la surface en cuivre, si les surfaces en cuivre doivent être utilisées de manière durable pour limiter la propagation de bactéries pathogènes, par exemple pour freiner les infections nosocomiales.

Mise à jour du 14 janvier 2021. On lira le communiqué de Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Evolution in a test tube: these bacteria survive on deadly copper surfaces.