À la recherche du prochain virus pandémique

Les maladies zoonotiques représentent 75% des maladies infectieuses nouvelles ou émergentes – les virus d'origine animale sont particulièrement préoccupants. Les scientifiques peuvent-ils trouver des virus à potentiel zoonotique avant qu'ils ne se propagent à la population humaine ? Source ASM Microbiology.

«À la recherche du prochain virus pandémique», source Madeline Barron, ASM News.

Et si les chercheurs pouvaient trouver le prochain virus pandémique avant qu'il ne trouve les humains ? C'est la base des initiatives de découverte de virus, qui impliquent la recherche et le catalogage des virus dans les populations animales pour découvrir les menaces zoonotiques potentielles. Mais où les chercheurs devraient-ils chercher des agents pathogènes zoonotiques dont ils ignorent l'existence ? Plus important encore, comment peuvent-ils utiliser les connaissances acquises grâce aux efforts de chasse aux virus pour prévenir les pandémies ? C'est compliqué.

D'une part, les outils informatiques ont renforcé l'utilité des données de découverte en identifiant de nouveaux virus animaux (et leurs hôtes) qui présentent le plus grand risque zoonotique. En revanche, prévenir la prochaine pandémie, qui, comme toute pandémie virale depuis le début du XXe siècle, proviendra probablement d'un virus d'origine animale, est une tâche colossale. Selon le Dr Gregory Albery, écologiste des maladies à l'Université de Georgetown et co-fondateur de la Viral Emergence Research Initiative (Verena), la découverte de virus n'est qu'un seul engrenage dans un système complexe de procédures et de comportements de réduction des risques zoonotiques.

Le rôle de la découverte de virus dans la prévention des pandémies zoonotiques

Selon le Dr Neil Vora, ancien agent du service de renseignement sur les épidémies du Centers for Disease Control and Prevention (CDC) des États-Unis et médecin chez Conservation International, il existe 2 branches de la prévention des pandémies : primaire et secondaire. Cette dernière est largement réactionnaire ; la surveillance des maladies préoccupantes et les efforts associés pour contenir la propagation de cette maladie ont lieu après qu'un événement de débordement s'est produit.

À l'inverse, la prévention primaire se concentre sur la prévention des retombées de l'animal sur l'hôte humain. La découverte virale s'aligne sur cette stratégie. Idéalement, en profilant les virus circulant parmi les animaux, les chercheurs espèrent savoir quels virus existent à proximité des humains et comment ces virus peuvent évoluer ou acquérir la capacité d'infecter les humains. De telles informations pourraient aider les scientifiques à développer des stratégies pour éviter des retombées sur la route. Elles pourraient également éclairer les tactiques de prévention secondaire, y compris le développement de vaccins et de diagnostics pour les menaces zoonotiques émergentes.

Cette vision ramifiée de la découverte de virus en tant que tremplin pour la préparation à une pandémie a éclairé plusieurs initiatives au cours de la dernière décennie. Un exemple frappant est PREDICT, un projet mené par l'Agence américaine pour le développement international (USAID) en partenariat avec l'Université de Californie (UC) Davis One Health Institute. PREDICT, qui s'est déroulé de 2009 à 2020, a permis une surveillance mondiale des agents pathogènes qui peuvent se propager des animaux hôtes aux humains. Les chercheurs ont identifié 958 nouveaux virus, dont un nouveau virus Ebola et plus de 100 nouveaux coronavirus provenant de plus de 160 000 animaux et personnes à des interfaces animal-humain à haut risque dans plus de 30 pays. Les découvertes ont mis en lumière la distribution des virus à potentiel zoonotique et ont fourni une base pour étudier leur virologie, leur pathogenèse et leur évolution.

De nouvelles initiatives sont également en préparation. En octobre 2021, l'USAID a annoncé un projet de 125 millions de dollars sur 5 ans (Discovery & Exploration of Emerging Pathogens-Viral Zoonoses, or DEEP VZN) visant à renforcer la capacité mondiale à détecter et à comprendre les risques de propagation virale de la faune à l'homme qui pourrait causer une autre pandémie. Le National Institute of Allergy and Infectious Disease (NIAID) des États-Unis a également lancé récemment le Centers for Research in Emerging Infectious Diseases (CREID), qui réunit des équipes multidisciplinaires de chercheurs du monde entier pour étudier les maladies infectieuses émergentes et réémergentes. Bien que le CREID ne se concentre pas spécifiquement sur la découverte de virus, les projets du réseau comprennent des prélèvements de la faune pour les virus à fort potentiel zoonotique en Malaisie et en Thaïlande, et la surveillance des populations animales dans diverses régions pour les virus connus et inconnus.

Comment chasser un virus ?

Lorsque les scientifiques partent à la chasse aux virus, ils prélèvent généralement des échantillons d'animaux (par exemple, du sang et des matières fécales) et utilisent des méthodes de biologie moléculaire (par exemple, la PCR et/ou le séquençage à haut débit) pour détecter les virus présents dans le prélèvement. Mais où les chercheurs devraient-ils chercher des virus à potentiel zoonotique, et quels types de virus devraient-ils rechercher ? Le risque de propagation d'un virus dépend de facteurs liés au virus lui-même, à son ou ses hôtes animaux et à l'environnement, qui façonnent tous les stratégies de découverte.

Cibler les interfaces homme-animal dans les points chauds de débordement

Le débordement est intimement lié aux impacts liés à l’homme sur l'environnement et aux modifications de celui-ci. La déforestation, par exemple, augmente les chances que les humains rencontrent des animaux auparavant isolés et leurs virus. Il contribue également au changement climatique, qui (avec sa myriade d'autres effets négatifs) favorise les retombées en forçant les animaux à quitter des environnements de plus en plus inhospitaliers vers des régions peuplées. En tant que tels, les points chauds de débordement sont centrés dans des régions tropicales riches en biodiversité subissant des changements d'affectation des terres (par exemple, la déforestation), en particulier en Asie du Sud-Est, en Afrique de l'Ouest et centrale et dans le bassin amazonien, où le changement climatique a, et continuera d'avoir, des effets prononcés.

Au sein de ces points chauds, les efforts de découverte de virus se concentrent sur les interfaces animal-humain. Les chercheurs recueillent des prélèvements du bétail et d'animaux domestiques qui peuvent servir de réservoirs pour que les virus se propagent aux humains. Ils ciblent également les animaux sauvages faisant l'objet d'un commerce d'espèces sauvages (l'une des principales voies de transmission virale entre les animaux et les humains) et ceux qui vivent avec ou à proximité des humains. Par exemple, le virus Bombali, un nouveau virus Ebola découvert via le projet PREDICT, a été isolé chez des chauves-souris à queue libre qui se perchent dans les maisons des habitants de la Sierra Leone. La Dr Christine Johnson, directrice de l'EpiCenter for Disease Dynamics à l'UC Davis One Health Institute, a souligné que le virus a depuis été détecté dans d'autres pays et que les chercheurs étudient actuellement s'il pouvait infecter les humains (ou l'a déjà fait).

Prélèvements d'animaux susceptibles d'héberger des virus zoonotiques

La proximité des humains avec les animaux n'est qu'un des facteurs du risque de propagation d'un virus ; la physiologie, le comportement et la répartition géographique de son ou de ses hôtes jouent également un rôle. Par exemple, la parenté génétique entre l'hôte animal d'un virus et l'homme peut influencer si les gens possèdent la machinerie cellulaire pour faciliter l'entrée et la réplication du virus. C'est l'une des nombreuses raisons pour lesquelles les maladies zoonotiques émergent souvent chez les mammifères sauvages. À cette fin, Johnson et ses collègues ont récemment découvert que 3 ordres de mammifères (rongeurs, chauves-souris et primates) hébergeaient près de 76% des virus zoonotiques connus. Les chauves-souris et les rongeurs sont particulièrement connus pour héberger des agents pathogènes zoonotiques, bien que les raisons ne soient pas tout à fait claires. Cela peut être lié, en partie, au grand nombre d'espèces de chauves-souris et de rongeurs réparties dans le monde (respectivement, environ 1 400 et 2 500).

En effet, les animaux avec une grande diversité d'espèces et de larges zones géographiques ont un plus grand risque de transmission virale entre espèces. Alors que le changement climatique oblige les animaux à se réfugier dans de nouveaux habitats, le partage viral entre diverses espèces de mammifères (y compris les humains) devrait augmenter. Ainsi, concentrer les initiatives de découverte de virus sur certains groupes d'animaux (c'est-à-dire de mammifères) est utile pour découvrir les menaces zoonotiques. Bien que ce ne soit pas une mince tâche (on estime que les scientifiques ne connaissent qu'environ 1% des virus des mammifères), cela permet une chasse plus ciblée.

Focus sur les virus à fort potentiel de propagation

Tous les virus ne sont pas égaux dans leur potentiel de propagation vers et parmi les humains. Par exemple, la variabilité génétique, l'adaptabilité et la large gamme d'hôtes des virus à ARN, comme les coronavirus et les virus de la grippe, en font des candidats de premier plan pour les retombées. Les virus à ADN ont un taux d'évolution inférieur à 1% de celui des virus à ARN, ce qui rend moins probable l'infection réussie et l'adaptation à de nouveaux hôtes (par exemple, les humains). En effet, les virus à ARN sont les coupables des récentes pandémies, de la pandémie de grippe H1N1 à la COVID-19. Étant donné qu'il est probable que le prochain virus pandémique présentera des similitudes avec ceux déjà connus pour infecter les humains, les experts estiment que la recherche de virus ayant un potentiel de débordement démontré est une approche avantageuse. Pour cette raison, PREDICT a principalement utilisé la PCR consensus (cPCR) pour la découverte ciblée des coronavirus, filovirus, paramyxovirus et virus de la grippe ; chaque groupe comprend des virus de «préoccupation zoonotique connue» avec un «risque élevé de provoquer de futures épidémies ou pandémies». L'accent mis sur l'étude de certains pathogènes «prototypes» hautement prioritaires pour atténuer les menaces futures a également gagné du terrain dans le plan de préparation à la pandémie du NIAID, annoncé plus tôt cette année.

Donner un sens aux données de découverte avec les technologies de risque zoonotique

Pourtant, même avec une stratégie de chasse aux virus ciblée, «l'identification des virus n'est que la première étape», a déclaré Albery. «Après ce point, vous devez évaluer leur risque, qui est une toute autre paire de manches.» En d'autres termes, trouver un virus est formidable, mais connaître le risque qu'il représente pour l'homme est essentiel.

Ce besoin a conduit au développement d'outils informatiques, ou technologies de risque zoonotique, qui utilisent ce que l'on sait sur les virus qui infectent les humains pour prédire quels agents pathogènes animaux peuvent constituer une menace de propagation. Par exemple, les chercheurs ont développé un outil Internet interactif open source, appelé SpillOver, qui utilise les données de PREDICT pour effectuer une évaluation comparative des risques entre les virus zoonotiques connus et ceux présentant un potentiel de propagation non caractérisé. Dans leurs analyses initiales, l'équipe a découvert que les virus les mieux classés étaient des agents pathogènes connus, notamment le virus Lassa et le virus Ebola, bien que la liste contienne également des virus nouvellement détectés, en particulier des coronavirus. Johnson et ses collègues ont également développé une nouvelle méthode qui utilise l'apprentissage automatique pour déterminer la gamme d'hôtes de virus zoonotiques connus afin de prédire l'espèce hôte de nouveaux virus animaux et où les humains s'intègrent dans le mélange.

Ces outils offrent plusieurs avantages. Albery a noté que la découverte et l'identification virales doivent être suivies d'expériences en laboratoire pour comprendre la dynamique d'infection des virus d'intérêt (par exemple, le récepteur d'entrée dans les cellules humaines et son utilisation, la réplication virale et la pathogenèse, entre autres caractéristiques). Les technologies à risque zoonotique peuvent aider les chercheurs à cibler leurs expériences (et leurs ressources) sur les virus à haut risque.

Dans cet esprit, la technologie des risques zoonotiques peut également façonner les pipelines de chasse aux virus dès le départ. Albery et ses collègues ont récemment utilisé des modèles d'apprentissage automatique pour identifier les espèces de chauves-souris susceptibles d'héberger des bêtacoronavirus non découverts (une famille de virus à haut risque de propagation qui comprend le MERS-CoV, le SARS-CoV-1 et le SARS-CoV-2), sur la base des caractéristiques de transporteurs connus. L'équipe a identifié 400 espèces de chauves-souris dans le monde qui pourraient être des hôtes non détectés de bétacoronavirus.

«Ce que nos outils nous permettent de faire, c'est de réduire les chauves-souris susceptibles d'héberger des bétacoronavirus, de cibler notre échantillonnage sur ces espèces et d'extraire les virus qui, selon nous, pourraient en fait, un jour, constituer un risque réel pour la santé humaine», a déclaré le Dr. Colin Carlson, auteur principal de l'étude et professeur de recherche adjoint au Center for Global Health Science and Security de l'Université de Georgetown, lors de l'atelier numérique du Verena Forum on Zoonotic Risk Technology en janvier 2021. Carlson, qui a cofondé Verena avec Albery, a noté que ce sous-ensemble de virus peut ensuite être rattaché à des analyses en aval, permettant peut-être le développement ciblé de diagnostics et de vaccins pour les virus problématiques avant qu'ils n'infectent les humains.

La chasse aux virus ne suffit pas pour prévenir les pandémies zoonotiques

Néanmoins, Carlson a averti que «la connaissance d'un virus ne nous rend pas intrinsèquement plus préparés.» En effet, le MERS-CoV et le SARS-CoV-1 ont fait allusion à la menace potentielle des coronavirus de type SRAS, mais la connaissance de la menace n'a pas arrêté la COVID-19. De plus, ce n'est pas parce qu'on cherche le prochain agent pathogène pandémique qu'on le trouvera. Il est pratiquement impossible de détecter chaque virus dans le monde animal. Certains passeront inévitablement entre les mailles du filet. Vora a souligné qu'avec nos connaissances et technologies actuelles, il est difficile de déterminer quels virus animaux nouvellement découverts pourraient causer une maladie humaine, ou une pandémie d'ailleurs. Un mélange complexe de facteurs ancrés dans l'immunologie, l'écologie et l'épidémiologie détermine si un virus réussit à infecter un hôte humain et à se propager. Albery a convenu : la découverte, même lorsqu'elle est renforcée par des outils informatiques émergents, «ne va pas vraiment suffire» pour conduire une action coordonnée et efficace pour freiner les pandémies zoonotiques.

«Nous devons être clairs sur ce qui est pour aujourd'hui - des actions ici et maintenant pour sauver des vies - par rapport à ce qui est de générer des connaissances», a déclaré Vora. Il a souligné les actions qui minimisent les risques de débordement, quelle que soit la menace virale spécifique. Il s'agit notamment de réduire la déforestation, de réglementer les marchés commerciaux et le commerce des espèces sauvages, d'améliorer le contrôle des infections lors de l'élevage d'animaux de ferme et d'améliorer la santé des communautés vivant dans les foyers de maladies émergentes.

Pour Johnson, il ne fait aucun doute que la découverte de virus est importante, mais le cadre dans lequel elle est mise en œuvre est essentiel. Elle a utilisé PREDICT comme exemple, déclarant que le projet ne visait pas seulement à découvrir de nouveaux virus, il «cherchait également à unifier la surveillance des virus dans les secteurs de la santé animale et humaine et à identifier les interfaces faune-humain, en particulier dans les zones où le paysage change, la déforestation et d'autres aspects de l'environnement qui pourraient favoriser une partie de la connectivité entre les animaux et les humains et augmenter le niveau de risque.» PREDICT visait à renforcer les capacités de détection et de surveillance dans les pays où, historiquement, ces capacités étaient limitées. Le projet a également combiné des efforts de découverte virale «avec une approche qui a également détecté des virus connus dans les familles de virus qui étaient déjà préoccupantes.»

En conséquence, tous les experts ont souligné qu'en plus des efforts de prévention primaire qui réduisent le risque de contagion, il est nécessaire de soutenir des stratégies de prévention secondaire qui traitent des contagions lorsqu'elles se produisent (inévitablement). Cela comprend la surveillance des animaux et des personnes pour garder un œil sur les agents pathogènes zoonotiques connus et inconnus au fur et à mesure qu'ils apparaissent dans une population et le renforcement de l'infrastructure de soins de santé pour y répondre lorsqu'ils le font. «Si [nous] choisissons de ne pas investir dans l'un de ces éléments, nous aurons un maillon faible et nous resterons sensibles», a averti Vora. «Aucun d'entre eux n'est parfait en soi.»

Des chercheurs produisent le premier vaccin à ARNm contre les bactéries

Des chercheurs ont trouvé un moyen d'utiliser des vaccins à ARNm pour cibler les agents pathogènes bactériens, en développant spécifiquement un vaccin à ARNm efficace à 100% pour protéger les souris contre l'infection par la bactérie mortelle qui cause la peste. Source tweet de l’ASM.

Les vaccins à ARN messager n'ont été déployés que dans le cadre de maladies virales, à savoir la COVID-19. Cependant, des chercheurs ont trouvé un moyen d'utiliser la technologie pour cibler les pathogènes bactériens, en développant spécifiquement un vaccin à ARNm efficace à 100% pour protéger les souris contre l'infection par la bactérie mortelle qui cause la peste.

Référence de l’étude

- Kon E., et al. A single-dose F1-based mRNA-LNP vaccine provides protectiong against lethal plague bacterium. Science Advances. March 8, 2023.

Autres références

- Aizenman, N. Frozen cells reveal a clue for a vaccine to block the deadly TB bug. NPR. March 6, 2023.

- Ghert-Zand R. Des Israéliens produisent le premier vaccin à ARNm au monde contre les bactéries. The Times of Israel. 14 mars 2023.

Un traitement par un inhibiteur d'enzyme peut aider à combattre la résistance aux antimicrobiens

«Un traitement par un inhibiteur d'enzyme peut aider à combattre la résistance aux antimicrobiens», source ASM News du 17 juin 2023.

Des études préliminaires menées par des chercheurs de Merck en collaboration avec des chercheurs de l'hôpital universitaire de Gand, Belgique, ont montré que le MK-3402, un inhibiteur expérimental de la métallo-bêta-lactamase, était bien toléré après administration à des personnes en bonne santé. D'autres essais cliniques sont nécessaires pour évaluer le potentiel d'utilisation du MK-3402 par voie intraveineuse en association avec d'autres agents pour le traitement des infections bactériennes résistantes aux antibiotiques. Les résultats ont été présentés à ASM Microbe 2023, la réunion annuelle de l'American Society for Microbiology.

La résistance aux antimicrobiens est une menace majeure pour la santé publique. Certaines bactéries résistent au traitement parce qu'elles produisent l'enzyme métallo-bêta-lactamase, qui rend inefficace une certaine classe de médicaments antibactériens appelés bêta-lactamines. Le MK-3402 est conçu pour bloquer les enzymes métallo-bêta-lactamases, de sorte que s'il est administré comme traitement avec un médicament antibactérien (et un autre type de médicament bloquant contre d'autres types d'enzymes bêta-lactamases fabriquées par des bactéries), le médicament antibactérien sarait encore capable de travailler contre des bactéries qui sont autrement résistantes.

Deux études ont été réalisées avec le MK-3402 et un placebo, avec différents dosages et nombre de doses administrées entre les études. Ni les participants, ni le personnel de l'étude ne savaient quels participants recevaient le médicament à l'étude ou le placebo. La sécurité sanitaire a été surveillée en vérifiant les résultats des tests sanguins, des électrocardiogrammes, la tension artérielle, la fréquence cardiaque, la température, la fréquence respiratoire et les effets secondaires signalés par les participants.

Les taux sanguins de MK-3402 mesurés dans ces études aideront à définir un schéma posologique qui devrait fournir des taux sanguins adéquats de MK-3402 pour bloquer la métallo-bêta-lactamase bactérienne. Cependant, des études plus importantes sont nécessaires pour évaluer l'innocuité et l'efficacité du MK-3402 en association avec d'autres agents antibactériens.

Les études ont été financées, conçues et parrainées par Merck et se sont déroulées à l'unité de recherche sur les médicaments de Gand, un site d'essais cliniques en Belgique.

Un probiotique oral pourrait traiter la sécheresse oculaire

«Un probiotique oral pourrait traiter la sécheresse oculaire», source ASM News du 18 juin 2023.

Dans une étude menée par un groupe de recherche du Baylor College of Medicine, l'administration orale d'une souche bactérienne probiotique disponible dans le commerce s'est avérée efficace pour améliorer la sécheresse oculaire chez un modèle animal. Les résultats ont été présentés à ASM Microbe 2023, la réunion annuelle de l'American Society for Microbiology.

La sécheresse oculaire, une affection courante dans laquelle les larmes produites par l'œil ne peuvent pas maintenir l'œil correctement lubrifié, touche environ 1 personne sur 20 aux États-Unis. Il peut provoquer des picotements et des brûlures aux yeux, une inflammation, une vision floue et une sensibilité à la lumière. Les cas extrêmes peuvent entraîner des dommages à la surface de l'œil s'ils ne sont pas traités. Les traitements les plus courants impliquent l'application de gouttes ophtalmiques, de gels ou de pommades. Ce nouveau traitement non conventionnel implique des bactéries du tractus intestinal.

L'auteure, Laura Schaefer du Baylor College of Medicine à Houston, au Texas, a dit : «Les bactéries ‘amicales’ qui vivent dans le tractus gastro-intestinal humain ont été liées à la santé et à la protection contre les maladies dans de nombreuses parties du corps, y compris l'intestin, le cerveau et les poumons. Il n'est donc pas surprenant que le microbiome intestinal ait également des effets sur nos yeux.»

Des travaux antérieurs de ce groupe de recherche ont montré que des souris ayant reçu des bactéries intestinales de patients humains atteints du syndrome de Sjögren souffrant de sécheresse oculaire sévère développaient une maladie oculaire pire dans des conditions sèches que des souris ayant reçu des bactéries intestinales de patients humains en bonne santé. Cela suggère que les bactéries intestinales de personnes en bonne santé aident à protéger la surface de l'œil dans des conditions sèches. Une voie de traitement possible pour la sécheresse oculaire impliquerait des bactéries probiotiques qui ont des effets protecteurs similaires. Le groupe a étudié cela en utilisant une souche bactérienne probiotique administrée par voie orale, Limosilactobacillus reuteri DSM17938, dans un modèle de souris à œil sec. DSM17938 est une souche bactérienne probiotique d'origine humaine disponible dans le commerce qui a déjà démontré des effets protecteurs sur l'intestin et le système immunitaire chez l'homme et la souris, mais elle n'a pas été testée dans le contexte de la santé oculaire.

Les souris ont d'abord été traitées avec des antibiotiques, qui tuent de nombreuses bactéries «amies» vivant dans l'intestin. Ils ont ensuite été exposés à des conditions très sèches et ont reçu des doses quotidiennes de bactéries probiotiques ou d'une solution saline comme témoin. Après 5 jours, les yeux ont été examinés pour la maladie. Les souris qui ont été nourries avec les bactéries probiotiques avaient des surfaces cornéennes plus saines et plus intactes. De plus, ces souris avaient plus de cellules caliciformes dans leur tissu oculaire, qui sont des cellules spécialisées qui produisent de la mucine, un composant essentiel des larmes. Prises ensemble, ces données suggèrent que le bon probiotique oral pourrait aider à traiter et à gérer les symptômes de la sécheresse oculaire.

Les auteurs de cette étude sont Laura Schaefer, Robert Britton, Steven Pflugfelder et Cintia de Paiva. La recherche a été effectuée dans le laboratoire du Dr Cintia de Paiva du département d'ophtalmologie du Baylor College of Medicine et financée par des fonds du National Institutes of Health et de la Research to Prevent Blindness Foundation.

Un probiotique pourrait aider à réduire l'absorption du mercure dans l'intestin

«Un probiotique pourrait aider à réduire l'absorption du mercure dans l'intestin», source ASM News du 18 juin 2023.

Une nouvelle étude menée par une équipe de la Pennsylvania State University suggère que les microbes de l'intestin humain pourraient être exploités pour bloquer l'absorption des métaux toxiques comme le mercure et aider le corps à absorber les éléments nutritifs utiles, comme le fer. Le groupe a présenté ses résultats au cours de ASM Microbe 2023, la réunion annuelle de l'American Society for Microbiology (ASM).

Le méthylmercure, une neurotoxine, est particulièrement inquiétant, selon Daniela Betancurt-Anzola, étudiante diplômée à Penn State qui a dirigé la nouvelle étude. Il a une variété d'effets toxiques et nuit au développement neurologique pendant la grossesse et l'enfance, en particulier dans les communautés fortement tributaires d'une alimentation à base de poisson. La plupart des expositions au méthylmercure se font par le biais de poissons ou de crustacés, mais elles peuvent également se manifester ailleurs. «Il s'accumule dans les êtres vivants, dans les plantes et les poissons», a-t-elle dit. «Nous mangeons ces choses, et elles s'accumulent en nous.»

Betancurt-Anzola et ses collègues ont d'abord analysé des milliers de génomes de bactéries intestinales, en se concentrant sur les déterminants génétiques associés à la capacité d'interagir avec les métaux. De nombreux gènes sont connus pour être liés à la résistance aux métaux, a-t-elle dit, mais le groupe s'est concentré sur ceux qui permettent aux bactéries de convertir le mercure dangereux en des formes moins toxiques et d'absorber le métal lourd.

Pour comprendre comment ces gènes fonctionnent et impactent l'hôte, l'équipe a utilisé le séquençage métagénomique pour étudier comment les microbes humains et de souris réagissaient à l'exposition au mercure. Enfin, les chercheurs ont utilisé ces connaissances pour développer un probiotique spécialement conçu pour détoxifier un type de mercure dangereux souvent présent dans l'alimentation humaine. Ils ont inséré des gènes de la bactérie Bacillus megaterium, connue pour être très résistante au méthylmercure, dans des souches de Lacticaseibacillus, un genre de bactéries lactiques.

«C'est un probiotique parfait pour cela parce que nous avons déjà montré qu'il fonctionne chez l'homme, et maintenant nous le concevons pour le rendre encore meilleur», a dit Betancurt-Anzola. «Il est à l'intérieur de l'intestin, il attrape le méthylmercure, puis il s’en va.»

Pour l'instant, le groupe se concentre sur la compréhension de la façon dont les microbes intestinaux interagissent avec le mercure, mais ils prévoient également d'étudier d'autres métaux. Leur objectif ultime est de développer des interventions qui pourraient aider à réduire les niveaux de métaux dangereux, comme le mercure, et à stimuler l'absorption de ceux dont le corps humain a besoin. «Nous sommes intéressés à étudier comment l'ensemble de la communauté microbienne réagit aux différents métaux», a dit Betancurt-Anzola.

De la chasse aux antibiotiques chez les microbes inhabituels et incultivables. De nouveaux antibiotiques efficaces existent. C'est simplement une question d'où (et comment) on regarde !

À mesure que la crise de la résistance aux antimicrobiens s'aggrave, le besoin de découvrir de nouveaux antibiotiques augmente également. Où les scientifiques devraient-ils chercher ? Les bactéries inhabituelles et (autrefois) incultivables sont un bon point de départ.

Les travaux rapportés dans cet article ont été présentés à ASM Microbe, la réunion annuelle de l’American Society for Microbiology, qui s’est tenue du 15-19 juin 2023 à Houston.

«Chasse aux antibiotiques chez les microbes inhabituels et incultivables », source ASM News.

L'émergence d'agents pathogènes résistants aux antibiotiques a largement dépassé la découverte de nouveaux antibiotiques pour les combattre. Cela s'explique en partie par le fait que les efforts de découverte d'antibiotiques se concentrent généralement sur le dépistage des microbes environnementaux cultivables (par exemple, les bactéries du sol) pour les composés antimicrobiens. Cependant, la plupart des microbes environnementaux ne peuvent pas être cultivés en laboratoire et sont donc inutiles du point de vue de la découverte de médicaments ou le sont-ils ? Aidés par des techniques de culture intelligentes, des scientifiques accèdent à des bactéries autrefois inaccessibles et, à partir de ces microbes, découvrent une série de nouveaux antibiotiques.

L'âge d'or de la découverte des antibiotiques

Ci-contre bactéries Actinomycetes, source grottes de l'Oregon/Wikimedia Commons.

Il fut un temps où il semblait que les antibiotiques étaient découverts à gauche et à droite. Cet «âge d'or» de la découverte d'antibiotiques a débuté dans les années 1940 lorsque Selman Waksman, microbiologiste lauréat du prix Nobel, a découvert l'antibiotique à large spectre, la streptomycine, d'une espèce d'actinomycètes du sol. La découverte de Waksman a montré que les actinomycètes du sol étaient des sources potentielles de nouveaux antibiotiques et a motivé les efforts de toute l'industrie pharmaceutique pour exploiter les bactéries à la recherche de pistes prometteuses.

Ces efforts ont conduit à la découverte de plusieurs des principales classes d'antibiotiques utilisés aujourd'hui (par exemple, les aminoglycosides, les tétracyclines, les β-lactamines, etc.). Cependant, dans les années 1960, les progrès s'essoufflent. Les actinomycètes du sol ont été extraits de nouveaux antibiotiques qui pourraient être découverts avec des méthodes de dépistage standard. Les dépistages ultérieurs d'antimicrobiens synthétiques ont également été largement infructueux ; la plupart des molécules synthétiques sont incapables de contourner la membrane cellulaire bactérienne (en particulier les charges répulsives et les pompes de la membrane externe chez les bactéries Gram négatif), et sont donc inefficaces.

Depuis lors, les progrès dans la découverte d'antibiotiques ont été marginaux - ou, comme l'a déclaré lors de l’ASM Microbe 2023, Kim Lewis, professeur émérite universitaire et directeur de l’Antimicrobial Discovery Center de la Northeastern University, «Nous ne sommes pas dans une bonne place.»

Cependant tout n'est pas perdu. Pour Lewis et ses collègues, la clé pour lancer la découverte de produits naturels consiste à regarder là où les scientifiques n'ont jamais regardé auparavant. «Une proposition simple est de commencer le dépistage en dehors des actinomycètes et de voir ce que nous pouvons trouver», a dit Lewis. «Et si vous sortez des actinomycètes, pourquoi ne pas cibler des bactéries non cultivables ?

Cultiver l'incultivable

Seulement 1% des bactéries environnementales peuvent se développer sur une boîte de Petri, laissant un énorme 99% non cultivé. La plupart de ces bactéries ne peuvent pas être cultivées en laboratoire en utilisant des techniques de culture traditionnelles ; si les scientifiques ne peuvent pas les cultiver, ils ne peuvent pas accéder à leurs produits potentiellement utiles. Au cours des 20 dernières années, cependant, Lewis et ses collaborateurs ont développé des méthodes pour cultiver des microbes du sol incultivables. Le ticket, a expliqué Lewis, est de faire en sorte que les microbes se sentent chez eux, c'est-à-dire de «tromper» les cellules en leur faisant croire qu'elles se développent dans leur environnement naturel, où elles ont accès aux nutriments et à d'autres facteurs de croissance. Avec son collègue, Slava Epstein, professeur de biologie à la Northeastern University, Lewis a inventé ce qu'il a qualifié en plaisantant de «système très sophistiqué».

Le système se compose d'une membrane semi-perméable, tamponnée avec un mélange d'agar et de cellules environnementales (c'est-à-dire un échantillon de sol dilué), prise en sandwich entre 2 rondelles métalliques. Le sandwich peut être placé dans un site d'échantillonnage extérieur ou dans un environnement naturel simulé en laboratoire. La membrane permet aux molécules de l'environnement de se diffuser vers l'intérieur et vers l'extérieur. Après plusieurs semaines d'incubation, des microcolonies bactériennes peuplent la membrane et peuvent être isolées. Notamment, une fois qu'une population cellulaire a été établie, les bactéries sont plus aptes à se développer sur une boîte de Petri en laboratoire (jusqu'à 40% de récupération de la croissance). Une autre itération de la technologie, connue sous le nom de puce d'isolement (ichip), comprend des centaines de minuscules chambres de diffusion contenant environ 1 cellule bactérienne chacune, rationalisant ainsi le processus en permettant aux scientifiques de cultiver et d'isoler des bactéries individuelles.

La ichip. Pour assembler l'appareil, une plaque recouverte de minuscules trous est plongée dans une suspension de cellules environnementales, recouverte de membranes et scellée entre 2 plaques supplémentaires. Source : Nichols D., et al. Applied and Environmental Microbiology, 2010.

NovoBiotic Pharmaceuticals, une société de biotechnologie cofondée par Lewis et Epstein, qui se concentre sur la découverte et le développement de nouveaux médicaments à partir de sources naturelles, a utilisé la technologie de la chambre de diffusion pour cribler des échantillons de sol à l'échelle industrielle. La société possède désormais une collection de plus de 64 000 isolats bactériens incultivables et, à partir de ces isolats inhabituels, a identifié plusieurs antibiotiques prometteurs.

Médicaments provenant de microbes incultivables

Le principal antibiotique de la société, la teixobactine, a été isolé à partir d'une bactérie du sol précédemment non cultivée appelée Eleftheria terrae. Lewis a souligné que le composé montre une excellente activité contre un grand nombre d'agents pathogènes Gram positif, quel que soit leur profil de résistance aux antibiotiques, est non toxique pour les cellules eucaryotes et, sur la base des preuves actuelles, semble tuer les agents pathogènes sans résistance détectable. Cela est probablement dû au fait que les cibles de la teixobactine sur la membrane cellulaire (lipide II et lipide III - respectivement précurseurs du peptidoglycane et de l'acide teichoïque,) sont immuables. Autrement dit, ce ne sont pas des protéines (c'est-à-dire qu'elles ne sont pas directement codées par des gènes) et n'acquièrent donc pas de mutations génétiques susceptibles de conférer une résistance aux antibiotiques. Cette découverte suggère que «le paradigme selon lequel les bactéries développeront toujours une résistance à tout est incorrecte», a dit Lewis.

L'efficacité de la teixobactine est également liée à son mécanisme unique à deux volets. Les molécules de teixobactine ne se contentent pas de se lier à leurs cibles, ce qui inhibe la synthèse de la paroi cellulaire, mais s'associent également pour former des structures supramoléculaires en forme de feuille. «La membrane s'amincit sous la structure supramoléculaire», a expliqué Lewis. «Nous avons pensé que [cela] pourrait perturber la membrane - et c'est le cas.» Il a souligné que «la teixobactine nous donne une recette pour développer des composés sûrs et actifs sur la membrane», qui sont restés quelque peu insaisissables, malgré les meilleurs efforts des scientifiques pour les trouver. Les scientifiques ont depuis découvert un autre antibiotique, la clovibactine, qui cible de la même manière le lipide II et «se transforme en une structure supramoléculaire», bien qu'un peu différente de la teixobactine.

La teixobactine endommage la membrane cellulaire. Ici, des cellules de Staphylococcus aureus en l'absence d'antibiotique (No AB) ou traitées à la teixobactine (Teix) ou à la vancomycine (Vanc), un autre antibiotique qui cible le lipide II et perturbe la synthèse des peptidoglycanes. Source Homma T., et al. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 2016.

«La conclusion de ces composés est… [que] la nature a clairement développé des composés qui ont évolué pour éviter la résistance», a dit Lewis. «Et notre notion de ce qui est une cible appropriée ou médicamenteuse n'est pas pertinente parce que la nature est inconsciente de cette [notion].»

La teixobactine est actuellement en phase de développement préclinique avancé. Des composés de la collection NovoBiotic qui ciblent M. tuberculosis ont également été découverts, et la société a récemment reçu un financement pour exploiter sa collection de médicaments antifongiques afin de lutter contre l'agent pathogène fongique Candida auris.

S'attaquer aux Gram négatif

La découverte d'antibiotiques contre les bactéries Gram positif est notable. Cependant, Lewis a reconnu qu'il existe un besoin primordial de composés qui ciblent les agents pathogènes Gram négatif, qui sont particulièrement préoccupants du point de vue de la résistance aux antimicrobiens (3 des 5 agents pathogènes répertoriés comme des menaces de résistance aux antimicrobiens «urgentes» par le Centers for Disease Control des États-Unis et Prévention sont Gram négatif). Pourtant, lors du screening du sol, le «taux de réussite» pour les composés ciblant les bactéries Gram négatif est 2 fois plus faible que pour les bactéries Gram positif. Lewis estime qu'il faudrait 100 ans pour trouver des pistes contre les bactéries Gram négatif avec le pipeline d'échantillonnage standard de sol.

Image ci-contre de nématodes entomopathogènes isolés d'une espèce de teigne du pommier. Source : Alexandra695, Wikimedia Commons.

Pour résoudre ce problème, Lewis et ses collaborateurs réduisent leur champ d'action, en se concentrant sur les bactéries dont ils savent qu'elles ont des exigences similaires en matière d'antibiotiques que les humains (par exemple, actifs contre les bactéries Gram négatif, faible toxicité, efficacité in vivo). Il s'avère que les bactéries vivant dans les intestins des nématodes entomopathogènes sont de bons candidats. Les composés antimicrobiens produits par ces microbes intestinaux doivent avoir une faible toxicité vis-à-vis de leur hôte nématode, être capables de voyager à travers les tissus et doivent agir contre les agents pathogènes à Gram négatif, qui sont des concurrents clés dans l'environnement intestinal des nématodes.

Jusqu'à présent, cette approche a été couronnée de succès. Par exemple, un screening d'isolats intestinaux de nématodes appartenant au genre Photorhabdus a révélé un antibiotique, la darobactine, qui est actif contre les agents pathogènes Gram négatif prolifiques (par exemple, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumonieae, Acinetobacter baumannii et autres) in vitro et chez la souris, mais montre une activité limitée contre les micro-organismes Gram positif et d'autres symbiotes. Surtout, la darobactine cible un complexe sur la surface bactérienne Gram négatif (le complexe BAM), qui surmonte la nécessité de contourner la membrane externe, une formidable barrière pour de nombreux composés. Lewis a noté que d'autres composés dérivés de Photorhabus sont en cours de développement.

Dans l'ensemble, le travail de Lewis et de ses collègues - de la culture de microbes du sol incultivables à la capitalisation sur les microbes intestinaux des nématodes - pointe vers un message clé : de nouveaux antibiotiques efficaces existent. C'est simplement une question d'où (et comment) on regarde.

Un nouveau rapport souligne l'importance des microbes dans la modélisation du changement climatique

Un nouveau rapport souligne l'importance des microbes dans la modélisation du changement climatique, souce American Society for Microbiology (ASM).

L'American Academy of Microbiology, un groupe de direction honorifique et un groupe de réflexion scientifique au sein de l'American Society for Microbiology (ASM), a publié un nouveau rapport issu d’un colloque, Microbes in Models: Steps for Integrating Microbes into Earth System Models for Understanding Climate Change, examinant les défis liés à l'inclusion explicite des processus microbiens dans les modèles du système terrestre afin d'améliorer les projections des modèles. 

Les modèles climatiques aident les scientifiques à comprendre les changements environnementaux actuels et à faire des projections pour l'avenir de la Terre, ce qui peut éclairer les réponses de la société aux effets négatifs du changement climatique. Les microbes influenceront également le changement climatique en entraînant des cycles biogéochimiques par la consommation et la production de gaz à effet de serre. L'inclusion de processus microbiens dans les modèles du système terrestre peut améliorer les projections des modèles.   

Le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) a récemment signalé que «les impacts et les risques liés au changement climatique deviennent de plus en plus complexes et plus difficiles à gérer». Avec environ 3,3 à 3,6 milliards de personnes vivant dans des zones très vulnérables au changement climatique, les modèles du système terrestre aident à affiner la complexité du changement climatique en termes plus gérables pour guider les stratégies de planification et les mesures d'atténuation pour faire face à la menace pressante du changement climatique pour l'humanité.

Cependant, comprendre pleinement la rétroaction entre le changement climatique et les microbes, puis inclure ces processus dans les modèles du système terrestre, est un défi majeur. Le rapport décrit les 10 principaux défis qui doivent être surmontés pour mieux intégrer les processus microbiens dans les modèles du système terrestre. Les principaux défis de la recherche comprennent :  

- Compromis dans la complexité du modèle.  
- Identification des groupes fonctionnels microbiens.    
- Échelle temporelle et spatiale des microbes versus modèles globaux.  
- Harmonisation des données.  

Ce rapport est le résultat du colloque organisé par l'Académie en décembre 2022. L'événement a réuni plus de 25 experts des domaines de la microbiologie et de la modélisation climatique qui ont fourni des perspectives et des idées à multiples facettes. Ce colloque fait partie du Climate Change & Microbes Scientific Portfolio sur 5 ans, axé sur l'amélioration des connaissances scientifiques sur le changement climatique et les microbes, l'élaboration de politiques sur le changement climatique et la conduite d'innovations sur le marché.  

En savoir plus sur l'impact des microbes sur le changement climatique sur la page de ressources Microbes and Climate Change de l'American Society for Microbiology . 

Les plasmides et la propagation des gènes de résistance aux antibiotiques, même sans pression antibiotique

Transfert d'un plasmide (boucle verte) entre deux cellules bactériennes par le processus de conjugaison. Source : Getting et al. Microbiology Spectrum, janvier 2018.

Les bactéries partageant leurs gènes de résistance aux antibiotiques sont l'un des principaux vecteurs de la crise actuelle de la résistance aux antimicrobiens. Vilhelmiina Haavisto explore comment Salmonella Typhimurium utilise un plasmide pour partager des gènes de résistance dans l'intestin des mammifères, même sans pression antibiotique. Source tweet de l’ASM.

«Les plasmides et la propagation des gènes de résistance aux antibiotiques», source article de Vilhelmiina Haavisto paru ASM News du 13 janvier 2023.

Bien que l'utilisation des antibiotiques soit l'une des innovations humaines les plus importantes, leur efficacité est continuellement érodée par la ruse de leurs cibles microbiennes. Une fois qu'une seule bactérie a muté pour devenir résistante aux antibiotiques, elle peut transférer cette résistance à d'autres bactéries autour d'elle grâce à un processus connu sous le nom de transfert horizontal de gènes. L'un des principaux véhicules de transfert de gènes entre bactéries sont de petits morceaux circulaires d'ADN ou plasmides. Les plasmides peuvent être transférés par contact physique direct entre les bactéries dans un processus connu sous le nom de conjugaison, qui aide les bactéries à partager leurs gènes de résistance aux antibiotiques avec leurs voisins.

Bien que la conjugaison soit bien comprise au niveau moléculaire, la façon dont elle se déroule dans les environnements que les bactéries habitent réellement, plutôt qu'en laboratoire, est beaucoup moins claire. Un pathogène gastro-intestinal particulièrement polyvalent, Salmonella enterica serovar Typhimurium, est particulièrement intéressant pour les études sur le partage de gènes de résistance car il forme des réservoirs dits persistants chez ses hôtes. Dans ces cas, des cellules résistantes aux antibiotiques se cachent dans le tissu intestinal ou d'autres organes après une infection et migrent vers la lumière intestinale pour provoquer des réinfections après la disparition de la pression antibiotique.

Les plasmides ‘helper’ facilitent la conjugaison

Comme S. Typhimurium rencontre fréquemment des bactéries intestinales, le partage de plasmides et la propagation de gènes de résistance sont une réelle préoccupation. Une étude récemment publiée dans Journal of Bacteriology de l'ASM a découvert qu'une souche particulière de S. Typhimurium, connue sous le nom de SL1344, partage ses plasmides avec d'autres bactéries à l'aide d'un autre plasmide. L'étude, dirigée par des chercheurs de l'ETH Zurich en Suisse, s'est concentrée sur un plasmide qui code pour les gènes de résistance à la streptomycine et aux sulfamides, appelé P3 en abrégé. Cependant, P3 n'a pas les gènes pour la machinerie de conjugaison elle-même, ce qui signifie qu'il a besoin d'un plasmide ‘helper’ pour se déplacer entre les cellules ; chez S. Typhimurium, ce plasmide helper est appelé P2.

Au niveau de la séquence, P3 ressemble très étroitement à un autre plasmide connu sous le nom de pRSF1010, qui a une large gamme d'hôtes, ce qui signifie qu'il peut se répliquer dans une grande variété d'espèces bactériennes. Ainsi, les chercheurs ont émis l'hypothèse que P3 pourrait être transféré de S. Typhimurium à diverses espèces bactériennes dans l'environnement intestinal des mammifères, propageant potentiellement des gènes de résistance aux antibiotiques au fur et à mesure. L'hypothèse a été testée sur des souris.

Les souris ont d'abord été infectées par l'une des espèces bactériennes réceptrices, parmi lesquelles des représentants de la flore intestinale humaine, puis par S. Typhimurium 24 heures plus tard. Les chercheurs ont ensuite surveillé la croissance du receveur et de S. Typhimurium, ainsi que la fréquence de transfert de P3, en analysant les matières fécales des souris pendant 3 jours. Ils ont identifié le transfert de P3, médié par P2, se produisant entre S. Typhimurium et 4 receveurs appartenant à la classe des Gammaproteobacteria, représentant les commensaux intestinaux ainsi que les bactéries associées aux plantes.

Dans l'ensemble, P3 semble être très «partageable» entre diverses bactéries, à l'intérieur et au-delà de l'intestin des mammifères. Cependant, les chercheurs ne s'attendaient pas à ce que le plasmide soit transféré s'il n'y avait pas de pression antibiotique, car cela ne profiterait pas directement aux bactéries pour héberger des gènes de résistance. Ils ont été surpris par leurs découvertes. «Pour moi, la chose la plus frappante était que… le plasmide était absorbé par d'autres bactéries même sans la pression sélective [des antibiotiques]», explique Marla Gaissmaier, premier auteur de l'étude et actuellement doctorante au LMU de Munich, Allemagne. «Je n'ai même pas attaqué la bactérie avec de la streptomycine, il n'y avait donc aucun avantage physique directement visible à prendre le plasmide.»

Le paradoxe du plasmide

Cependant, on ne sait toujours pas si P3 persiste chez ses receveurs sur le long terme et pourquoi il a été transféré en premier lieu, même lorsqu'il n'a pas directement profité aux bactéries. C'est ce qu'on appelle le ‘paradoxe du plasmide’, auquel plusieurs solutions ont été proposées. Par exemple, le plasmide peut présenter des avantages de remise en forme inconnus en plus de la résistance aux antibiotiques. En effet, une étude récente utilisant un autre plasmide de résistance à large gamme d'hôtes a montré qu'il peut avoir un large éventail d'effets sur différentes souches réceptrices, certaines obtenant un avantage de forme physique en maintenant le plasmide. Alternativement, le plasmide peut également agir comme un ‘ADN purement égoïste’, uniquement concerné par sa propre persistance et réplication.

Le transfert de plasmide conjugatif s'est également avéré être perpétué par des produits pharmaceutiques non antibiotiques, tels que certains analgésiques et bêta-bloquants. Dans une étude de 2022, des chercheurs ont découvert que des médicaments courants tels que l'ibuprofène et le propranolol peuvent stimuler le transfert d'un plasmide multirésistant à large spectre, RP4, de Pseudomonas putida à des bactéries phylogénétiquement diverses dans les boues activées. Les chercheurs ont également montré que la surproduction d'espèces réactives de l'oxygène par les bactéries en présence de produits pharmaceutiques a probablement contribué à cette activité conjugative améliorée.

Gérer la crise de la résistances aux antimicrobiens (RAM)

Les guides de bonnes pratiques recommandent de réduire l'utilisation et l'abus d'antibiotiques dans les milieux cliniques et agricoles afin de réduire la pression sélective pour le transfert des gènes de résistance. Par conséquent, la propagation de plasmides tels que P3 et RP4 en l'absence de cette pression est préoccupante, car elle suggère que la réduction de l'utilisation d'antibiotiques et de la pollution pourrait ne pas suffire à freiner la résistance croissante. «Cela signifie que la résistance aux antibiotiques peut se propager même lorsque les antibiotiques ne sont pas impliqués», a expliqué Gaissmaier, une «pensée effrayante».

Dans l'ensemble, les études qui sondent les mécanismes et la dynamique du transfert de plasmides entre les bactéries sont d'une importance vitale. En comprenant où, comment et à quelle fréquence les plasmides sont partagés, nous pouvons continuer à rechercher et à développer des solutions pour les agents pathogènes multirésistants émergents, ainsi qu'à quantifier les risques et à gérer les populations mondiales sans cesse croissantes d'agents pathogènes résistants aux antibiotiques. De plus, nous pouvons également comprendre ce qui rend un plasmide ‘partageable’ et même comment arrêter la conjugaison de se produire pour freiner la propagation de la résistance aux antibiotiques. La célèbre phrase de Sun Tzu, «connais ton ennemi», prend un nouveau sens face à la crise de la résistance aux antimicrobiens.

Le microbiome d'un centre commercial est le reflet de ses clients

Les centres commerciaux sont une plaque tournante de l'activité, tant pour les personnes que pour les agents pathogènes. De nouvelles recherches en microbiologie sur le microbiome des centres commerciaux sont publiées sur le site de l’American Society for Microbiology (ASM); cela montre que le microbiome d'un centre commercial reflète ses clients (A Shopping Mall’s Microbiome Mirrors Its Shoppers).

Faits saillants

- Des chercheurs ont analysé les populations microbiennes des surfaces de 20 centres commerciaux en Chine.

- Chaque microbiome du centre commercial était différent, mais l'étude a trouvé un noyau commun, comprenant de nombreux agents pathogènes.

- Une meilleure compréhension des microbiomes des centres commerciaux pourrait améliorer les stratégies de surveillance des menaces émergentes pour la santé publique.

Les gens affluent vers les centres commerciaux pour toutes sortes de raisons. Mais l'argent n'est pas la seule chose qu'ils laissent derrière eux, et les sacs à provisions ne sont pas les seules choses qu'ils rapportent à la maison.

Cette semaine dans mSystems, des chercheurs rapportent (Dynamics of Microbial Community and Potential Microbial Pollutants in Shopping Malls) que les sols, escaliers mécaniques et autres surfaces des centres commerciaux ont leurs propres communautés microbiennes, assemblées à partir des microbes des personnes qui les traversent. Le microbiome du centre commercial comprend une grande partie d'agents pathogènes potentiels, en particulier à l'intérieur du bâtiment, ce qui suggère que la transmission de surfaces à personne pourrait propager la maladie.

«Les surfaces des centres commerciaux agissent comme une voie par laquelle les microbes se déplacent entre les zones des centres commerciaux, même entre des régions très éloignées», a dit Xin-Li An de l'Institut de l'environnement urbain (IUE) de l'Académie chinoise des sciences, à Xiamen. Elle a codirigé l'étude avec Jian-Xin Xu, au même institut. «L'exposition de la population au microbiome du centre commercial modifie peut-être la trajectoire de la santé en mettant des personnes en contact avec des agents pathogènes», a-t-elle dit.

Les résultats suggèrent que le mouvement des agents pathogènes dans un centre commercial ne se limite pas aux rencontres de personne à personne, mais peut également se produire par le biais de transmissions de personnes aux surfaces ou de surfaces aux personnes.

Dans des études précédentes, des chercheurs en Chine ont rapporté que les centres commerciaux avaient été au centre de nombreuses épidémies locales de la Covid-19 pendant la pandémie. Ces études ont amené An et ses collègues à réfléchir au rôle des centres commerciaux, qui rassemblent des personnes pour diverses activités, dans la propagation des agents pathogènes en général.

«Les centres commerciaux pourraient être un environnement de propagation de la contamination microbienne», a dit An.

Les chercheurs ont prélevé des échantillons au printemps et à l'été 2022 sur les sols et les escaliers mécaniques de 20 centres commerciaux de Xiamen, Chine, ainsi que sur l'extérieur immédiat du bâtiment, y compris les sols de la ceinture verte et la poussière des routes. Ils ont utilisé le séquençage de l'ARNr 16s pour analyser les échantillons de populations bactériennes et l'amplification ITS (Internal Transcribed Spacer) pour identifier les espèces fongiques. Ils ont trouvé la plus grande richesse en espèces bactériennes dans les sols des centres commerciaux, suivis des escaliers mécaniques, puis de la poussière des routes, et enfin des sols de la ceinture de verdure.

Les environnements intérieurs ont montré des concentrations plus élevées d'agents pathogènes humains, ainsi qu'une proportion plus élevée de gènes associés à la résistance aux antimicrobiens, que les prélèvements extérieurs. Les espèces qui dominaient la population variaient selon la saison. Et bien que les microbiomes variaient d'un centre commercial à l'autre et d'une saison à l'autre, les chercheurs ont trouvé une communauté microbienne centrale qui était partagée dans plus de 80% des 274 prélèvements totaux. La plupart de ces microbes étaient associés à des agents pathogènes potentiels.

Ce noyau comprenait Acinetobacter baumannii, une bactérie Gram négatif à l'origine de nombreuses infections nosocomiales. Il y avait également Kocuria kristinae, une bactérie Gram positif habituellement inoffensive qui vit sur la peau et peut provoquer des infections chez les patients dont le système immunitaire est affaibli. Cladosprorium, une type de moisissure qui peut provoquer des allergies et, dans certains cas, des infections, faisait également partie de la communauté de base.

Les travaux d'An à l'IUE se concentrent sur les agents pathogènes humains, en particulier les virus et les bactéries dotés de gènes de résistance aux antimicrobiens, dans les environnements urbains. Outre les centres commerciaux, ces environnements comprennent les usines de traitement des eaux usées, les marchés humides et les fermes. Comprendre le microbiome du centre commercial est un élément important d'un objectif plus large de surveillance des menaces potentielles pour la santé publique. La prochaine étape consiste à collecter plus de données sur la façon dont un microbiome de centre commercial change dans le temps et dans l'espace, et à rechercher plus de points communs.

La nouvelle étude suggère une autre direction pour de nouvelles recherches, a ajouté An, pour étudier les expositions microbiennes qui surviennent par la respiration. Dans une future étude, les chercheurs prévoient de se concentrer sur le microbiome de l'air dans les centres commerciaux.