Des phages bactériens à l'origine de la croissance des ‘super microbes’

«Des parasites bactériens sont à l'origine de la croissance des ‘super microbes’», source Ecole de médecine de l'Université de Pittsburgh.

Pour la toute première fois, des chercheurs de l’école de médecine de l'Université de Pittsburgh ont découvert que les phages, de minuscules virus qui attaquent les bactéries, sont essentiels pour amorcer une évolution bactérienne rapide conduisant à l'émergence de «supermicrobes» résistantes aux traitements. Les résultats ont été publiés dans Science Advances.

Dr Vaughn Cooper

Les chercheurs comparent la façon dont les infections bactériennes se présentent en clinique à un film tourné sur le milieu. Tout comme les cinéphiles qui arrivent tardivement ont du mal à reconstruire mentalement les événements qui ont conduit à une scène se déroulant devant leurs yeux, les médecins sont obligés de prendre des décisions de traitement sur la base d'un instantané statique du moment où un patient se présente à l'hôpital. Et tout comme dans une salle de cinéma, il n'y a aucun moyen de rembobiner le film et de vérifier si leur supposition sur l'intrigue ou l'origine de l'infection était bonne ou fausse.

«Essentiellement, un parasite est devenu une arme», a dit l'auteur principal Vaughn Cooper, professeur de microbiologie et de génétique moléculaire à Pitt. «Les phages donnaient aux vainqueurs les moyens de gagner. Ce qui a tué les microbes les plus sensibles a donné l'avantage aux autres.»

En ce qui concerne les bactéries, un observateur attentif peut suivre l'évolution en quelques jours. En raison de la rapidité avec laquelle les bactéries se développent, il ne faut que quelques jours aux souches bactériennes pour acquérir de nouvelles caractéristiques ou développer une résistance aux médicaments antimicrobiens.

Les chercheurs comparent la façon dont les infections bactériennes se présentent en clinique à un film tourné sur le milieu. Tout comme les cinéphiles qui arrivent tardivement ont du mal à reconstruire mentalement les événements qui ont conduit à une scène se déroulant devant leurs yeux, les médecins sont obligés de prendre des décisions de traitement sur la base d'un instantané statique du moment où un patient se présente à l'hôpital. Et tout comme dans une salle de cinéma, il n'y a aucun moyen de rembobiner le film et de vérifier si leur supposition sur l'intrigue ou l'origine de l'infection était bonne ou fausse.

La nouvelle étude montre que l'évolution bactérienne et phagique vont souvent de pair, en particulier dans les premiers stades de l'infection bactérienne. Il s'agit d'un processus multicouche dans lequel les phages et les bactéries sont joints dans une danse chaotique, interagissant et co-évoluant constamment.

Lorsque les scientifiques ont suivi les changements dans les séquences génétiques de six souches bactériennes dans une infection de plaie cutanée chez le porc, ils ont découvert que le saut des phages d'un hôte bactérien à un autre était endémique - même les clones qui n'ont pas obtenu d'avantage évolutif avaient des phages incorporés dans leur génomes. La plupart des clones avaient plus d'un phage intégré dans leur matériel génétique, il y avait souvent deux, trois ou même quatre phages dans un microbe.

«Cela nous a montré à quel point les phages interagissent les uns avec les autres et avec de nouveaux hôtes», a dit Cooper. «Caractériser la diversité dans les infections bactériennes précoces peut nous permettre de reconstruire l'histoire et de retracer des voies d'évolution complexes avec un avantage clinique. Et, avec un intérêt croissant pour l'utilisation des phages pour traiter les infections hautement résistantes, nous apprenons à exploiter leur puissance pour de bon.»

Les autres auteurs de l'étude incluent Christopher Marshall et Christina Lim de l'Université Marquette et Erin Gloag et Daniel Wozniak de l'Ohio State University.

Ce travail a été soutenu par les subventions du National Institutes of Health et de l'American Heart Association.