Interactions bactériennes au sein de communautés microbiennes et developpement de la résistance aux antimicrobiens

Comment les interactions sociales influencent-elles la résistance aux antimicrobiens (RAM) ? L'analyse de l'évolution des isolats microbiens de brasserie montre que le développement de la RAM chez certaines espèces peut être favorisé dans des conditions de co-culture par rapport à des conditions monospécifiques. Source ASM.

L’article, «Competitive interactions facilitate resistance development against antimicrobials» (Les interactions compétitives facilitent le développement d’une résistance aux antimicrobiens), est paru dans Applied and Environmental Mirobiology.

Résumé

Bien que l’évolution de la résistance aux antimicrobiens soit bien étudiée chez les bactéries vivant libres, les informations sur le développement de la résistance dans les communautés de biofilms denses et diversifiées font largement défaut. Par conséquent, nous avons exploré comment les interactions sociales dans un biofilm de deux espèces comprenant des isolats de brasserie, Pseudomonas rhodesiae et Raoultella terrigena, influencent l'adaptation au sulfathiazole, un antimicrobien à large spectre.

Précédemment, nous avions montré que la compétition entre ces isolats de brasserie améliore la tolérance antimicrobienne de P. rhodesiae. Ici, nous avons constaté que cette tolérance accrue dans les biofilms de deux espèces est associée à un développement fortement accru de résistance aux antimicrobiens chez P. rhodesiae. Alors que P. rhodesiae n'a pas été capable de développer une résistance au sulfathiazole dans des conditions monospécifiques, il a rapidement développé une résistance dans la majorité des communautés avec deux espèces. Bien que la présence initiale de R. terrigena soit donc requise pour que P. rhodesiae acquière une résistance, les mécanismes de résistance ne dépendaient pas de la présence de R. terrigena. Le séquençage du génome entier des clones résistants de P. rhodesiae n'a montré aucun point chaud de mutation clair. Cela indique que le phénotype de résistance acquis dépend d'interactions complexes entre des mutations à basse fréquence dans le fond génétique des souches. Nous émettons l'hypothèse que la tolérance accrue dans les conditions de deux espèces favorise la résistance en améliorant la sélection de mutants partiellement résistants et en ouvrant de nouvelles trajectoires évolutives permettant de telles interactions génétiques. Cette hypothèse est renforcée par l'exclusion expérimentale des effets potentiels d'une augmentation de la taille initiale de la population, d'un taux de mutation accru et d'un transfert horizontal de gènes. Dans l’ensemble, nos observations suggèrent que le mode de vie communautaire et les interactions sociales qui y sont associées affectent fortement les voies évolutives accessibles vers la résistance aux antimicrobiens.

Importance

La résistance aux antimicrobiens est l’une des propriétés bactériennes les plus étudiées en raison de son énorme importance clinique et industrielle ; cependant, la plupart des recherches se concentrent sur le développement de la résistance d’une seule espèce isolée.

Dans la présente étude, nous avons montré que l’évolution de la résistance des isolats de brasserie peut différer considérablement entre les conditions monospécifiques et mixtes. Plus précisément, nous avons observé que le développement d’une résistance aux antimicrobiens chez certaines espèces peut être considérablement amélioré en co-culture par rapport aux conditions d’une seule espèce. Dans l’ensemble, la présente étude souligne la nécessité de prendre en compte les interactions bactériennes au sein des communautés microbiennes lors de l’évaluation des traitements antimicrobiens et de l’évolution de la résistance.