Des scientifiques confirment que le «couteau suisse» génétique des bactéries est un facteur clé de la résistance aux antibiotiques

«Des scientifiques confirment que le «couteau suisse» génétique des bactéries est un facteur clé de la résistance aux antibiotiques», source University of Oxford.

La résistance aux antibiotiques est un défi majeur auquel est confrontée la société dans le monde, posant une menace non seulement pour la santé humaine, mais dans des domaines tels que la sécurité des aliments et l'économie. Plus nous en savons sur les mécanismes de la résistance aux antibiotiques, mieux nous pouvons répondre à ces menaces.

Une nouvelle étude, publiée dans eLife, par des scientifiques de l'Université d'Oxford et de l'Universidad Complutense de Madrid a confirmé que l'un de ces mécanismes - entraîné par un système génétique sophistiqué connu sous le nom d'intégron* - joue un rôle clé dans l'accélération de la résistance et donne aux bactéries un 'opportunité incroyable' d'évoluer en réponse à un traitement antibiotique.

La nouvelle étude met en évidence à la fois le danger posé par les intégrons et la nécessité de développer des outils pour contrer leur influence - par exemple, de nouveaux médicaments administrés aux côtés d’antibiotiques qui pourraient limiter la capacité d’un intégron à accélérer l’évolution bactérienne.

L'auteur principal, la Dr Célia Souque, du Département de zoologie d'Oxford, a dit: «La résistance aux antibiotiques est l'une des plus grandes menaces pour la médecine moderne. À mesure que la résistance augmente, il deviendra plus difficile de traiter les infections courantes telles que l'intoxication alimentaire ou la pneumonie, ou même de pratiquer des chirurgies mineures - et toutes les régions du monde seront touchées. Nous devons de toute urgence non seulement développer de nouveaux antibiotiques, mais aussi mieux comprendre comment les bactéries développent une résistance à ces traitements, dans le but d’étouffer l’apparition de la résistance en premier lieu.»

Les intégrons sont des plates-formes génétiques présentes à l’intérieur des bactéries qui permettent aux bactéries de «remanier» les gènes de résistance aux antibiotiques qu’ils contiennent. On a émis l'hypothèse que cette capacité de brassage génère un avantage évolutif important pour les bactéries, en permettant aux gènes d'intégrons utiles d'être placés dans des positions plus proéminentes, optimisant les niveaux de résistance aux antibiotiques qu'ils fournissent.

Pour sonder expérimentalement pour la première fois le rôle joué dans la résistance par les intégrons, les chercheurs ont inséré un intégron personnalisé portant plusieurs gènes de résistance dans une bactérie appelée Pseudomonas aeruginosa, qui peut provoquer une pneumonie et des infections sanguines chez l'homme.

Les scientifiques ont découvert que, confrontées aux antibiotiques, les bactéries P. aeruginosa avec des intégrons fonctionnels étaient capables de survivre plus longtemps que celles qui n'en avaient pas. La fonctionnalité des intégrons a été modifiée dans les bactéries en conservant ou en supprimant l'intégrase, l'enzyme responsable du remaniage des gènes.

La Dr Souque a dit: «Les bactéries ont de multiples mécanismes pour faire évoluer la résistance: elles peuvent muter certains gènes pour éviter les effets des antibiotiques, ou acquérir de nouveaux gènes qui aident à produire des enzymes destructrices d’antibiotiques. Mais ces mutations ou nouveaux gènes ont souvent un coût, ce qui rend les bactéries résistantes moins aptes à se développer que leurs homologues non résistants dans des conditions normales. Nos résultats montrent que les intégrons donnent aux bactéries une opportunité incroyable de faire évoluer la résistance «à la demande», tout en utilisant un brassage de gènes efficace pour réduire le coût de la capacité globale de la bactérie à se développer.»

L'auteur principal de l'étude, le professeur Craig Maclean, également du département de zoologie d'Oxford, a ajouté: «L'intégron est une structure génétique remarquable qui est unique aux bactéries - il leur fournit une sorte de couteau suisse des gènes de résistance aux antibiotiques dans lesquels ils peuvent rapidement modifier réponse à nos traitements.»

«Comprendre les avantages que les intégrons procurent aux bactéries nous donne un aperçu des futures stratégies de traitement potentielles pour limiter ou contrecarrer l'évolution de la résistance aux antibiotiques. Par exemple, les antibiotiques pourraient être associés à des molécules qui inhibent l’activité de l’intégrase afin de réduire la capacité de remaniement génique des bactéries et ainsi l’évolution de niveaux plus élevés de résistance.»

L'article en intégralité, Integron activity accelerates the evolution of antibiotic resistance est publié dans eLife.

*On lira cet article d'Olivia Vong paru le 8 juillet 2020 sur le site de la SFM, Place des intégrons dans la dissémination de la résistance aux antibiotiques en clinique et dans l’environnement.