Les bactéries sont-elles la prochaine grande nouveauté de la mode ?

Avoir une belle apparence coûte cher et bien plus que de l'argent.

L’industrie de la mode utilise énormément de ressources et génère des déchets importants. Comment peut-elle avancer vers un avenir durable (mais toujours à la mode) ? 

La cellulose bactérienne pourrait être la solution idéale.

Are Bacteria the Next Big Thing in Fashion? (Les bactéries sont-elles la prochaine grande nouveauté de la mode ?)

It costs to look good—& more than just money. 💸

The fashion industry uses loads of resources & generates substantial waste. 👕👖 How can it advance toward a sustainable (yet still fashionable) future?

Bacterial cellulose could be just the thing. ➡️https://t.co/ths23iRCWo

— ASM (@ASMicrobiology) December 11, 2023

Vendredi 15 décembre 2023, le blog fera paraître le Top 10 de l’année 2023 de la sécurité des aliments en France. Il s’gait d’une mise en perspective de quelques faits saillants, mais aussi avec des absents …

Un traitement favorisant la glisse des cuvettes de toilettes fait aussi glisser les bactéries

Légende. Un revêtement polymère facile à appliquer a rendu la cuvette des toilettes de gauche plus glissante que celle de droite non traitée.

«Un traitement favorisant la glisse des cuvettes de toilettes fait aussi glisser les bactéries», source ACS News du 28 novembre 2023.

En entrant dans les toilettes publiques, il est difficile de ne pas s'attarder sur les germes que les utilisateurs précédents ont laissés dans la cuvette des toilettes. Imaginez plutôt un système autonettoyant qui ne nécessite pas de gel de couleur vive. Des chercheurs rapportant dans ACS Applied Materials & Interfaces ont développé un revêtement simple et transparent qui rend les surfaces, comme la porcelaine, plus hydrofuges. Ils montrent comment ce traitement de surface empêche efficacement les bactéries de coller à l’intérieur d’une cuvette de toilettes.

Des revêtements peuvent être appliqués sur le verre et la porcelaine pour garantir que les gouttelettes d'eau glissent facilement, empêchant ainsi la formation de buée ou de films bactériens, par exemple. Pour ajouter cette propriété hydrofuge aux surfaces, les scientifiques conçoivent généralement des structures microscopiques, comme des minuscules barbes et crochets sur les plumes des oiseaux, pour emprisonner l'air ou l’huile entre la surface et les gouttelettes d'eau.

Mais cette approche demande généralement beaucoup de travail et peut modifier l’apparence de la surface. Une autre approche consiste à greffer des chaînes de polymères glissants sur une surface, et ces polymères agissent comme une marée noire permanente. Cependant, cette technique peut impliquer des produits chimiques agressifs et n’est pas réalisable pour une utilisation sur des objets du quotidien. Ainsi, Mustafa Serdar Onses et ses collègues ont voulu trouver un moyen plus pratique de faire en sorte que les surfaces greffées en polymère repoussent l'eau et empêchent la croissance des films bactériens.

L'approche choisie consistait à broyer du poly(diméthylsiloxane) (PDMS), une huile de silicone, dans un broyeur à boulets pendant une heure. Dans le broyeur, de petites billes de carbure de tungstène bombardaient l'huile à grande vitesse, brisant certaines liaisons chimiques du polymère et formant de nouvelles molécules. L’équipe a émis l’hypothèse que le PDMS broyé se grefferait rapidement sur des surfaces telles que le verre ou la porcelaine, formant une couche huileuse durable.

Les chercheurs ont appliqué l'huile broyée sur un côté de l'intérieur de la cuvette des toilettes stérilisées, laissant l'autre moitié non traitée. Ensuite, ils ont versé de l’urine humaine stérile combinée à des bactéries E. coli et S. aureus dans les toilettes, puis ont tamponné ce qui restait sur les deux moitiés de la cuvette. Les tests de culture bactérienne ont montré que la zone traitée au PDMS inhibait 99,99% de la croissance bactérienne par rapport à la zone non traitée.

Des expériences supplémentaires ont montré que les surfaces en porcelaine et en verre recouvertes de PDMS broyé repoussaient fortement l'eau, ce qui suggère que, lors du premier test, l'urine et les bactéries glissaient jusqu'au fond de la cuvette des toilettes traitée. Les chercheurs disent que leur méthode de traitement transparente et incolore des cuvettes des toilettes pourrait être un moyen pratique d’auto-désinfecter les surfaces partagées pour des applications de santé publique.

Référence

- Mechanochemical Activation of Silicone for Large-Scale Fabrication of Anti-Biofouling Liquid-like Surfaces, ACS Applied Materials & Interfaces.

Une vidéo propose le glissement facile de l'urine.

Rôles des biofilms bactériens dans la résistance aux antimicrobiens

Légende. Mécanismes conduisant à la résistance se produisent simultanément au sein d’un biofilm mature. Source Wikimédia Commons.

Les biofilms peuvent avoir un impact sur l’efficacité antimicrobienne ainsi que sur la réponse immunitaire, contribuant à la résistance aux antimicrobiens et permettant l’établissement d’infections persistantes ou chroniques. En apprendre encore plus dans The Role of Bacterial Biofilms in Antimicrobial Resistance.

Biofilms can impact antimicrobial efficacy, as well as the immune response, contributing to antimicrobial resistance and allowing the establishment of persistent or chronic infections. Learn more: https://t.co/L1o2eohYog #WAAW #USAAW23

— ASM (@ASMicrobiology) November 24, 2023

L’antibiorésistance ou comment les bactéries deviennent résistantes

«L’antibiorésistance ou comment les bactéries deviennent résistantes», source document pédagogique de l’Institut Pasteur du 16 novembre 2023.

La résistance aux antibiotiques - ou antibiorésistance - est un enjeu de santé publique majeur. Conserver l’efficacité des antibiotiques contre les bactéries passe notamment par comprendre comment ces résistances fonctionnent et comment les bactéries deviennent résistantes. Explications.

Les antibiotiques sont des médicaments qui servent à lutter contre les infections dues à des bactéries. Ils ont sauvé et sauvent encore des millions de vies chaque année, mais leur efficacité est menacée car les bactéries peuvent s’adapter et résister au traitement. On parle de résistance aux antibiotiques ou aux antibactériens. «L’antibiorésistance désigne à la fois une dynamique qui existe depuis l’utilisation des antibiotiques, mais aussi l’ensemble des mécanismes que les bactéries utilisent pour résister à ces traitements», résume Didier Mazel responsable de l’unité Plasticité du génome bactérien à l’Institut Pasteur.

Comment les résistances fonctionnent ?

Plusieurs mécanismes de résistance existent et peuvent conduire à une même insensibilité au traitement. La plupart du temps, la bactérie va soit altérer l’antibiotique lui-même, soit la molécule cible avec laquelle celui-ci réagit normalement, ce qui dans les deux cas le rend inefficace. D’autres formes de résistance moins efficaces sont connues, comme la pompe d’efflux, qui permet d’expulser l’antibiotique en dehors de la bactérie.

«La surveillance de l’antibiorésistance passe par la mesure de la fréquence des souches sensibles ou résistantes à un antibiotique, c’est-à-dire la proportion de bactéries devenues insensibles à ce médicament», poursuit Céline Loot, chercheuse dans l’unité de Didier Mazel.

Comment les bactéries deviennent résistantes ?

Quand elles sont confrontées à un antibiotique, les bactéries évoluent : les lignées résistantes se reproduisent mieux et finissent par devenir majoritaires.

Mais les nouvelles résistances se propagent bien plus vite par des mécanismes dits de «transferts horizontaux» : la résistance se transmet entre des organismes de lignées différentes, et non d’une bactérie à ses descendantes.

- La conjugaison, lorsque des bactéries se transmettent entre elles des petits morceaux de matériel génétique, appelés des plasmides, et qui peuvent porter des gènes qui fournissent des résistances. «Les plasmides peuvent se transmettre entre des genres bactériens très différents, ce qui en fait le mécanisme de transmission de résistances le plus important et celui que nous voudrions le plus contrôler», précise Céline Loot.

- La transformation naturelle, qui a lieu quand une bactérie intègre de l’ADN présent dans son environnement.

- La transduction, qui consiste en un transfert de matériel génétique entre une bactérie et un virus qui l’infecte. Ce mécanisme joue cependant un rôle mineur dans l’acquisition de résistance.

«Tout ce qui va stresser les bactéries va favoriser les transferts horizontaux, alerte Didier Mazel. C’est le cas des antibiotiques même à faible concentration, comme dans les eaux usées où l’on en trouve des traces. C’est d’autant plus le cas là où on concentre des bactéries, comme dans les biofilms, des communautés de cellules qui adhérent aux supports solides, et qui peuvent se former par exemple sur le matériel médical».

La lutte contre l’antibiorésistance, un enjeu de santé publique

- La prévention

Pour combattre l’antibiorésistance, «le plus efficace reste la prévention, souligne Céline Loot. Aujourd’hui, les foyers de la résistance sont en Asie du Sud-Est, où l’on voit une utilisation massive d’antibiotiques sans prescription médicale, qu’il faudrait limiter».

- Des alternatives aux antibiotiques actuels

«Nous sommes en quête de nouvelles molécules dont on aurait une utilisation prudente pour prévenir l’apparition de nouvelles résistances», développe la chercheuse. Les scientifiques développent aussi de nouveaux modes de traitements, «comme les bactériophages, ou rendre de nouveau la bactérie sensible à l’antibiotique. On souhaite aussi empêcher les transferts horizontaux pour limiter la dispersion des résistances. Au final, on devient très créatifs !», décrit Didier Mazel.

La recherche fondamentale reste nécessaire, puisque c’est sur ces connaissances que s’appuie le développement de nouvelles approches thérapeutiques.

ESKAPEE : sept pathogènes à surveiller

Parmi les bactéries incriminées dans l’antibiorésistance, un groupe de sept pathogènes identifiés sous le terme de bactéries ESKAPEE constitue notamment une menace sérieuse. Ce sont les bactéries résistantes qui représentent le plus un problème de santé publique selon l’OMS, et sur lesquelles la recherche se focalise. Ces bactéries sont à l’origine de nombreuses infections nosocomiales : des infections pulmonaires, urinaires ou post-opératoires, mais aussi parfois des septicémies chez les patients immunodéprimés.

- Enterococcus faecium,

- Staphylococcus aureus,
- Klebsiella pneumoniae,
- Acinetobacter baumannii,
- Pseudomonas aeruginosa,
- Enterobacter spp.,
- Escherichia coli.

Intoxication alimentaire mortelle dans un Ehpad d'Ille-et-Vilaine : des «seuils anormaux» de bactéries détectés dans les plats servis

Dans la série, ce n’est pas une probable intoxication alimentaire, voire une suspicion d’intoxication alimentaire, voici «Quatre morts dans un EHPAD breton: des «seuils anormaux» de bactéries détectés dans les plats servis», source La Charente Libre du 15 novembre 2023.

Des «seuils anormaux» de deux bactéries ont été retrouvés dans des plats servis dans un Ehpad de Pleine-Fougères (Ille-et-Vilaine) où quatre résidents sont morts vraisemblablement des suites d’une intoxication alimentaire intervenue fin octobre, a annoncé ce mercredi le parquet de Saint-Malo.

«[…] Saisie par voie de réquisition par le procureur de la République dans le cadre de l’enquête préliminaire en cours, la Direction départementale de la protection des populations a communiqué son rapport suite à l’inspection qu’elle a réalisée», a indiqué le procureur de la République de Saint-Malo Fabrice Tremel dans un communiqué. «Ce rapport conclut à des non-conformités et notamment à la contamination de plusieurs plats en raison de la présence de seuils anormaux de deux bactéries. Ces résultats ont été obtenus suite à des analyses effectuées sur des prélèvements réalisés sur des plats témoins au sein de l’Ehpad», a ajouté le magistrat, précisant que les investigations se poursuivaient.

Dans un autre communiqué, le magistrat avait évoqué une probable «intoxication alimentaire», ayant atteint quarante résidents et un personnel de l’établissement dans la nuit du 30 au 31 octobre. Dans un communiqué datant du 10 novembre, la direction de l’Ehpad Les Marais disait vivre «dans la tourmente du deuil et des cellules de crise». «Depuis mai 2020, la Résidence Les Marais fait appel au prestataire Medirest - Compass pour les repas. En date du 31 octobre 2023, plusieurs résidents ont été victimes de symptômes digestifs très violents», a indiqué l’Ehpad.

Des bactéries mangeuses de plastique transforment les déchets en matières premières utiles pour d’autres produits

Après Les plastiques des rivières contiennent des bactéries pathogènes et des gènes de résistance aux antibiotiques, voici que «Des bactéries mangeuses de plastique transforment les déchets en matières premières utiles pour d’autres produits», source ACS Press 1er novembre 2023.

Référence : «Microbial Upcycling of Waste PET to Adipic Acid» (Valorisation microbienne des déchets de PET en acide adipique).

Des montagnes de bouteilles en plastique usagées sont jetées chaque jour, mais les microbes pourraient potentiellement résoudre ce problème. Aujourd'hui, des chercheurs dans ACS Central Science rapportent qu'ils ont développé E. coli mangeur de plastique qui peut transformer efficacement les déchets de polyéthylène téréphtalate (PET) en acide adipique, qui est utilisé pour fabriquer des matériaux en nylon, des médicaments et des parfums.

Auparavant, une équipe de chercheurs, dont Stephen Wallace, avait conçu une souche modifiée de E. coli pour transformer le composant principal des vieilles bouteilles en PET, l'acide téréphtalique, en quelque chose de plus savoureux et de plus précieux : la vanilline, un composé aromatisé à la vanille. Dans le même temps, d’autres chercheurs ont conçu des microbes pour métaboliser l’acide téréphtalique en diverses petites molécules, notamment des acides courts. Ainsi, Wallace et une nouvelle équipe de l'Université d'Édimbourg ont voulu élargir les voies de biosynthèse de E. coli pour inclure le métabolisme de l'acide téréphtalique en acide adipique, une matière première pour de nombreux produits quotidiens généralement générés à partir de combustibles fossiles à l'aide de processus à forte intensité énergétique.

L'équipe a développé une nouvelle souche de E. coli qui produit des enzymes capables de transformer l'acide téréphtalique en composés tels que l'acide muconique et l'acide adipique. Ensuite, pour transformer l'acide muconique en acide adipique, ils ont utilisé un deuxième type de E. coli, qui produisait de l'hydrogène gazeux, et un catalyseur au palladium. Lors d’expériences, l’équipe a découvert que la fixation des cellules microbiennes modifiées à des billes d’hydrogel d’alginate améliorait leur efficacité et que jusqu’à 79% de l’acide téréphtalique était converti en acide adipique. À l'aide d'échantillons réels d'acide téréphtalique provenant d'une bouteille jetée et d'un revêtement prélevé sur des étiquettes d'emballages de déchets, le système avec E. coli modifié a produit efficacement de l'acide adipique. À l’avenir, les chercheurs disent qu’ils rechercheront des moyens de biosynthétiser des produits supplémentaires à plus forte valeur ajoutée.

Des bactéries génétiquement modifiées décomposent des plastiques présents dans l'eau salée

«Des bactéries génétiquement modifiées décomposent des plastiques présents dans l'eau salée», source communiqué de North Carolina State University.

Des chercheurs ont génétiquement modifié un micro-organisme marin pour décomposer le plastique présent dans l’eau salée. Plus précisément, le micro-organisme modifié peut décomposer le polyéthylène téréphtalate (PET), un plastique utilisé dans tout, des bouteilles d’eau aux vêtements, et qui contribue de manière significative à la pollution microplastique des océans.

«C'est passionnant car nous devons lutter contre la pollution plastique dans les environnements marins», déclare Nathan Crook, auteur correspondant d'un article sur les travaux et professeur de génie chimique et biomoléculaire à la North Carolina State University.

«Une option consiste à retirer le plastique de l’eau et à le mettre dans une décharge, mais cela pose également des défis. Ce serait mieux si nous pouvions décomposer ces plastiques en produits réutilisables. Pour que cela fonctionne, vous avez besoin d’un moyen peu coûteux de décomposer le plastique. Notre travail ici constitue un grand pas dans cette direction.»

Pour relever ce défi, les chercheurs ont travaillé avec deux espèces de bactéries. La première bactérie, Vibrio natriegens, prospère dans l'eau salée et est remarquable, en partie, parce qu'elle se reproduit très rapidement. La deuxième bactérie, Ideonella sakaiensis, est remarquable car elle produit des enzymes qui lui permettent de décomposer le PET et de le manger.

Les chercheurs ont prélevé l'ADN de I. sakaiensis, responsable de la production des enzymes qui décomposent le plastique, et ont incorporé cette séquence génétique dans un plasmide. Les plasmides sont des séquences génétiques qui peuvent se répliquer dans une cellule, indépendamment du chromosome de la cellule. En d’autres termes, vous pouvez introduire un plasmide dans une cellule étrangère, et cette cellule exécutera les instructions contenues dans l’ADN du plasmide. Et c’est exactement ce que les chercheurs ont fait ici.

En introduisant le plasmide contenant les gènes de I. sakaiensis dans la bactérie V. natriegens, les chercheurs ont pu amener V. natriegens à produire les enzymes souhaitées à la surface de leurs cellules. Les chercheurs ont ensuite démontré que V. natriegens était capable de décomposer le PET dans un environnement d'eau salée à température ambiante.

«C'est scientifiquement passionnant car c'est la première fois que quelqu'un rapporte avoir réussi à amener V. natriegens à exprimer des enzymes étrangères à la surface de ses cellules», explique Crook.

«D'un point de vue pratique, il s'agit également du premier micri-organisme génétiquement modifié que nous connaissons capable de décomposer les microplastiques de PET dans l'eau salée», explique Tianyu Li, premier auteur de l'article et titulaire d'un doctorat. étudiant à NC State Univeristy. «C'est important, car il n'est pas économiquement réalisable d'éliminer les plastiques de l'océan et de rincer les sels à haute concentration avant de commencer tout processus lié à la décomposition du plastique.»

«Cependant, même s'il s'agit d'une première étape importante, il reste encore trois obstacles importants», explique Crook. «Premièrement, nous aimerions incorporer l'ADN de I. sakaiensis directement dans le génome de V. natriegens, ce qui ferait de la production d'enzymes dégradant le plastique une caractéristique plus stable des organismes modifiés. Deuxièmement, nous devons modifier davantage V. natriegens afin qu'il soit capable de se nourrir des sous-produits qu'il produit lors de la décomposition du PET. Enfin, nous devons modifier V. natriegens pour produire un produit final souhaitable à partir du PET, comme une molécule qui constitue une matière première utile pour l'industrie chimique.

«Honnêtement, ce troisième défi est le plus simple des trois», déclare Crook. «La décomposition du PET dans l'eau salée a été la partie la plus difficile.»

«Nous sommes également disposés à discuter avec des groupes industriels pour en savoir plus sur les molécules qui seraient les plus souhaitables pour que nous puissions les produire avec V. natriegens», a dit Crook. «Étant donné la gamme de molécules que nous pouvons inciter les bactéries à produire et l’échelle de production potentiellement vaste, pour quelles molécules l’industrie pourrait-elle constituer un marché ?

L’article original qui s’intitule «Breakdown of PET microplastics under saltwater conditions using engineered Vibrio natriegens» a été publié dans AIChE Journal.

Crédit photo Naja Bertolt Jensen.

NB : Merci à André Heitz d’avoir fourni l’information sur son blog avec cet article, Des bactéries génétiquement modifiées pour lutter contre la pollution des océans en décomposant les plastiques dans l'eau salée.

Le système de traitement des eaux usées des hôpitaux est une «autoroute» pour les bactéries résistantes, selon une étude

«Le système de traitement des eaux usées des hôpitaux est une «autoroute» pour les bactéries résistantes, selon une étude», source article de Chris Dall paru le 15 septembre 2023 dans CIDRAP News.

Une étude menée dans un hôpital irlandais met en évidence le potentiel des systèmes de traitement des eaux usées des hôpitaux à servir de réservoir pour des agents pathogènes résistants aux antibiotiques cliniquement pertinents, ont rapporté des chercheurs la semaine dernière dans le Journal of Hospital Infection.

Dans l'étude, menée à l'hôpital universitaire de Limerick, les chercheurs ont effectué une analyse métagénomique à grande échelle des canalisations d'eaux usées d'un service qui sera bientôt rénové et qui a connu plusieurs épidémies d'infections nosocomiales multirésistantes. Pour l’analyse, ils ont traité le biofilm et extrait l’ADN de 20 échantillons de tuyaux provenant des chambres de patients, y compris des coudes en U des toilettes et des siphons de lavabos et de douches. Ils ont également analysé des isolats cliniques de patients qui se trouvaient dans le service avant la rénovation et qui étaient colonisés par des bactéries résistantes aux antibiotiques.

Dans cette nouvelle étude unique, dirigée par le professeur Colum Dunne, directeur de l’École de médecine de l’Université de Limerick, avec des chercheurs de l’hôpital universitaire de Limerick et de l’École de pharmacie de l’Université Queen’s de Belfast, une analyse génomique et microbiologique à grande échelle a été réalisée sur le système de traitement des eaux usées de l’hôpital.

Le séquençage de l'ADN des échantillons de tuyaux a révélé un réservoir diversifié de gènes de résistance aux antibiotiques (GRAs), et la plupart des GRAs observés étaient ceux codant pour la résistance aux antibiotiques couramment utilisés, notamment les tétracyclines, les fluoroquinolones, les bêta-lactamines et les macrolides. De même, une gamme diversifiée de GRAs a été identifiée dans les isolats cliniques, et une comparaison des isolats cliniques avec l’ADN provenant des canalisations d’eaux usées a révélé un nombre considérable de GRAs identiques.

«Bien que ces données ne nous permettent pas de déterminer si les gènes de résistance ont été transférés du patient au système d'épuration des eaux usées ou vice versa, elles nous permettent de confirmer le croisement du résistome des agents pathogènes cliniquement pertinents et du microbiome de l'environnement des eaux usées.» ont écrit les auteurs de l’étude.

L’autoroute des eaux usées

Étant donné que tous les tuyaux et siphons du système d'égouts de l'hôpital sont reliés au même système d'égouts, les auteurs affirment que les résultats suggèrent que le système forme une «autoroute des eaux usées» qui pourrait propager les bactéries résistantes des éviers, des canalisations de douche et des toilettes dans tout l'hôpital. Ces résultats, selon eux, pourraient influencer les stratégies de contrôle des infections et de nettoyage de l'hôpital à l'avenir.

«De tels sites présentent un risque d'infections nosocomiales, et si nous pouvons empêcher l'établissement de ces réservoirs grâce à de meilleures pratiques de contrôle des infections, nous pourrons, espérons-le, empêcher les patients de contracter des infections difficiles à traiter», a dit Nuala O'Connell, co-auteur de l'étude, de l'Université de Limerick, dans un communiqué de presse.

La soie d'araignée est-elle le secret d'un meilleur filtre à air ?

La soie d'araignée est-elle le secret d'un meilleur filtre à air ?

Lorsque l’on pense aux filtres à air, la soie d’araignée n’est probablement pas la première chose qui nous vient à l’esprit, mais des recherches récentes pourraient changer la donne. (1/6)

Lisez ce fil d’informations et vous aboutirez à une vidéo explicative sur YouTube… 

Is spider silk the secret for better air filters? 🕷️🕸️

When you think of air filters, spider silk is probably not the first thing that comes to mind—but recent research could change that. (1/6)

— ASM (@ASMicrobiology) September 3, 2023

La soie d’araignée inspirera-t-elle de meilleurs filtres à air ?

- Les bioaérosols peuvent présenter un risque pour la santé.
- La soie d'araignée artificielle capture et tue les aérosols bactériens, alors que la plupart des systèmes de filtration d’air commerciaux ne tuent pas les bactéries qu’ils collectent.
- De nouvelles recherches pourraient aider à développer de nouveaux filtres à air stérilisants.

En raison de leur petite taille, les bioaérosols peuvent se déplacer relativement facilement entre les environnements et peuvent rester en suspension dans l’air pendant de longues périodes en fonction des conditions de l’environnement (par exemple, le degré de stagnation de l’air). Les bioaérosols ont diverses implications sur la santé : l’inhalation de bioaérosols peut entraîner des infections et des maladies, selon le bioaérosol et l’hôte. C'est quelque chose dont nous sommes tous devenus très conscients pendant la pandémie de la COVID-19, étant donné que le SRAS-CoV-2, le virus qui cause le COVID, se propage via les bioaérosols respiratoires libérés par les personnes infectées. Dans cette optique, les systèmes de filtration de l’air ont été et continueront d’être des outils importants pour gérer l’exposition aux bioaérosols et les risques potentiels. À cette fin, les scientifiques développent des méthodes innovantes pour capturer les bioaérosols, et ils s'intéressent aux araignées, de toutes choses, pour l'inspiration. Ce qui nous amène à une nouvelle étude dans laquelle des chercheurs ont développé des fibres basées sur la structure de la soie d’araignée pour capturer et inactiver les aérosols de bactéries dans l’air. 

Référence

Peng, L., Wang, H., Li, G. et al. Bioinspired artificial spider silk photocatalyst for the high-efficiency capture and inactivation of bacteria aerosols. Nat Commun 14, 2412 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-38194-1

Des bactéries empêchent le parasite du paludisme Plasmodium d'infecter des moustiques

Des chercheurs identifient des bactéries qui empêchent le parasite du paludisme Plasmodium d'infecter les moustiques. Delftia tsuruhatensis TC1 a été trouvé dans les intestins de certains moustiques. Lorsque la souche a été donnée à d'autres moustiques, elle a empêché le parasite de les infecter.  

La stratégie pourrait fournir une arme additionnelle dans la lutte contre cette maladie mortelle.

Researchers identify bacteria that stop #malaria parasite #Plasmodium from infecting #mosquitoes.

Delftia tsuruhatensis TC1 was found inside some mosquitoes’ guts. When the strain was fed to other mosquitoes, it blocked the parasite from infecting them.https://t.co/othILvgDsN

— MicrobesInfect (@MicrobesInfect) August 5, 2023

Vision mondiale des déterminants des résistances aux antibiotiques

«Vision mondiale des déterminants des résistances aux antibiotiques», source communiqué de l’Institut Pasteur du 11 juillet 2023.

Résumé

Pour comprendre les principaux déterminants de la dynamique mondiale de la résistance aux antibiotiques, des scientifiques de l’Institut Pasteur, de l’Inserm et des universités de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines et de Paris-Saclay ont développé un modèle statistique grâce à une analyse spatio-temporelle de grande ampleur. En utilisant la base de données de suivi de l’antibiorésistance ATLAS, ce modèle a mis en évidence des différences importantes de tendances et de facteurs associés en fonction des espèces de bactéries et des résistances à certains antibiotiques. Par exemple, la bonne qualité du système de santé d’un pays est associée à de faibles niveaux d’antibiorésistance chez toutes les bactéries à Gram négatif* étudiées ; des températures élevées sont à l’inverse associées à des forts niveaux d’antibiorésistance chez les Entérobactéries. De façon inattendue, la consommation d’antibiotique nationale n’est pas corrélée à la résistance chez la majorité des bactéries testées. Ces résultats suggèrent que les mesures de contrôle de l’antibiorésistance doivent s’adapter au contexte local et aux combinaisons bactéries-antibiotiques ciblées. Les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue The Lancet Planetary Health le 10 juillet 2023.

La résistance aux antibiotiques ou l’antibiorésistance constitue aujourd’hui l’une des plus graves menaces pesant sur la santé mondiale. Ce phénomène est naturel mais le mauvais usage des antibiotiques y contribue en sélectionnant les résistances et complexifie la lutte contre les infections bactériennes. Une surveillance mondiale de l’antibiorésistance est en place, notamment sous l’égide de l’OMS, et de nombreuses bases de données ont été créées pour répertorier chaque apparition d’antibiorésistance dans le monde, et pouvoir à terme bien comprendre ce phénomène pour mieux lutter contre. Il n’existe pas une résistance aux antibiotiques mais plusieurs, très dépendantes des espèces bactériennes. Une étude récente a estimé qu’en 2019, 1,27 millions de décès dans le monde résultaient de la résistance aux antibiotiques et 4,95 millions y étaient associés.

Pour définir les principaux facteurs associés à la dynamique de l’antibiorésistance au niveau mondial, une équipe de recherche pluridisciplinaire à l’Institut Pasteur a développé un modèle statistique et analysé les données d’antibiorésistance de la base ATLAS, données collectées  depuis 2004 dans plus de 60 pays sur les cinq continents. Les scientifiques ont analysé les données en testant un grand nombre de déterminants afin de faire émerger les principaux facteurs de l’antibiorésistance et de comprendre leur association avec les dynamiques observées au niveau mondial. «Des équipes de recherche étudient comment l’antibiorésistance émerge au sein d’une bactérie dans une boite de Petri ou encore chez un individu… mais il manque aujourd’hui cette vue d’ensemble au niveau populationnel et mondial afin de pouvoir étudier les liens, en fonction des espèces de bactéries pathogènes, entre la résistance et certains facteurs comme la qualité d’un système de santé national. Pour comprendre la dynamique de l’antibiorésistance, il est nécessaire d’étudier toutes les échelles. C’est ce que cette étude propose», explique Eve Rahbe, chercheuse doctorante au sein de l’unité Epidémiologie et modélisation de la résistance aux antimicrobiens à l’Institut Pasteur et première auteure de l’étude.

L’étude a consisté dans un premier temps à sélectionner des facteurs pertinents pouvant influer sur les dynamiques d’antibiorésistance. «Si certains facteurs biologiques sont connus, il était important pour nous d’évaluer également des hypothèses associées à des facteurs socio-économiques et climatiques», continue la chercheuse. Au total, 11 facteurs ont été retenus, notamment la qualité du système de soins (indice GHS), la consommation d’antibiotiques et la richesse du pays (indice PIB), ainsi que des données sur les voyages et des variables climatiques. Puis, des modèles statistiques ont été élaborés pour étudier les associations potentielles entre les données ATLAS et les facteurs retenus.

L’analyse des données au niveau mondial sur la période 2006-2019 a d’abord mis en évidence une augmentation de la résistance aux carbapénèmes chez plusieurs espèces, alors que les tendances restent stables mondialement pour les autres résistances. De plus, cette étude a démontré que les dynamiques et les facteurs associés à l’antibiorésistance sont dépendants des combinaisons bactéries-antibiotiques. Cependant, de façon surprenante, la consommation nationale d’antibiotiques n’est pas associée significativement à la résistance chez la majorité des bactéries testées (sauf pour la consommation de quinolones pour les Escherichia coli et Pseudomonas aeruginosa résistantes aux quinolones ou encore la consommation de carbapénèmes chez Acinetobacter baumannii résistantes aux carbapénèmes).

A contrario la bonne qualité du système de santé d’un pays est associée à de faibles niveaux d’antibiorésistance chez toutes les bactéries à Gram négatif* testées. Les températures élevées sont, elles, associées à des forts niveaux d’antibiorésistance mais chez les Entérobactéries uniquement (Escherichia coli et Klebsiella pneumoniae).

« Cette étude met en évidence la diversité des déterminants conduisant à l’antibiorésistance de différentes bactéries pathogènes au niveau mondial, et la nécessité d’adapter les approches de contrôle de la résistance au contexte local (pays, contexte de transmission) et à la combinaison bactérie-antibiotique en question», conclut Philippe Glaser, responsable de l'unité Écologie et évolution de la résistance aux antibiotiques à l'Institut Pasteur et co-principal auteur de l’étude.

«Notre modèle statistique pourra être appliqué à d’autres bases de données, comme celle de l’OMS notamment. Une meilleure connaissance des déterminants de résistance, différents entre les pays, et probablement entre des régions d’un même pays, est essentielle et permettra d’adapter les actions de santé publique», conclut Lulla Opatowski, Professeur à l’université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines et chercheuse au sein de l’unité d’Epidémiologie et modélisation de la résistance aux antimicrobiens, co-principale auteure de l’étude.

*Les bactéries à Gram négatif sont des bactéries à deux membranes qui posent plus de problème de résistance aux antibiotiques, du fait de la perméabilité réduite de la membrane externe.

NB : L'image est du CDC.

Mise à jour du 25 juillet 2023

On lira l'artcile paru dans Le Figaro du 25 juillet 2023, «Les causes des résistances aux antibiotiques dans le monde mieux connues», par Vincent Bordenave.

La consommation globale d’antibiotiques n’est pas la cause première de résistance chez la majorité des bactéries testées. 

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.

De la protection de norovirus par des biofilms de bactéries présentes dans les légumes et fruits frais

Une étude parue dans Applied and Environmental Microbiology a pour titre «Protective Effect of Select Bacterial Species Representative of Fresh Produce on Human Norovirus Surrogates Exposed to Disinfecting Pulsed Light» (Effet protecteur de certaines espèces bactériennes représentatives des produits frais sur les substituts de norovirus humain exposés à la lumière pulsée désinfectante).

Résumé

La contamination des baies et des légumes-verts à feuilles par norovirus humain (HuNoV) est une cause majeure d'épidémies de gastro-entérites dans le monde. En utilisant un norovirus murin de type 1 (MNV-1) et le virus Tulane, nous avons étudié l'extension possible de la persistance de HuNoV par des bactéries épiphytes productrices de biofilm sur les produits frais. Neuf espèces bactériennes fréquemment présentes à la surface des baies et des légumes verts à feuilles (Bacillus cereus, Enterobacter cloacae, Escherichia coli, Kocuria kristinae, Lactobacillus plantarum, Pantoea agglomerans, Pseudomonas fluorescens, Raoultella terrigena et Xanthomonas campestris) ont été évaluées pour leur capacité à former des biofilms et dans des microplaques de 96 puits. Les bactéries formant un biofilm ont ensuite été testées pour la liaison avec le MNV-1 et le virus Tulane et leur capacité à les protéger contre la perte d'intégrité de la capside lors d'une exposition à une lumière pulsée désinfectante à une fluence de 11,52 J/cm2.

Sur la base des réductions virales, le MNV-1 n'a pas bénéficié de l'attachement au biofilm alors que le virus Tulane était significativement plus résistant que le témoin lorsqu'il était attaché aux biofilms de E. cloacae (P ≤ 0,01), E. coli (P ≤ 0,01), K. kristinae (P ≤ 0,01), P. agglomerans (P ≤ 0,05) ou P. fluorescens (P ≤ 0,0001). La dispersion enzymatique du biofilm et les observations microscopiques suggèrent que la composition de la matrice du biofilm peut contribuer à la résistance au virus. Nos résultats indiquent que l'interaction directe virus-biofilm protège le virus Tulane contre la lumière pulsée désinfectante, et que le HuNoV sur les produits frais pourrait donc résister à un tel traitement plus que ne le suggèrent les tests de laboratoire jusqu'à présent.

Importance

Des études récentes ont montré que des bactéries peuvent être impliquées dans la fixation de HuNoV à la surface des produits frais. Étant donné que ces aliments sont difficiles à désinfecter par les méthodes conventionnelles sans compromettre la qualité du produit, des désinfectants non thermiques non chimiques tels que la lumière pulsée sont à l'étude. Nous cherchons à comprendre comment HuNoV interagit avec les bactéries épiphytes, en particulier avec les biofilms formés par les épiphytes bactériens, avec les cellules et les substances polymériques extracellulaires, et à déterminer s'il échappe ainsi à l'inactivation par la lumière pulsée.

Les résultats de cette étude devraient faire progresser la compréhension des effets des biofilms épiphytes sur la persistance de l'intégrité des particules de HuNoV après un traitement par lumière pulsée et ainsi guider la conception de nouvelles stratégies de maîtrise des pathogènes dans l'industrie alimentaire.

Les microbes et le béton ...

Il n'y a pas beaucoup de microbes dans le béton, mais il y en a. Des chercheurs ont utilisé le séquençage de l'ADN pour identifier les bactéries, notamment Staphylococcus, Streptococcus et autres, dans un pont en béton corrodé en Pennsylvanie., dans une étude intitulée Identification of Bacterial Taxa Present in a Concrete Pennsylvania Bridge.

Le béton contient une faible biomasse microbienne, mais certaines bactéries peuvent se développer dans cet environnement hautement alcalin. Nous avons utilisé l'extraction d'ADN à base de silice et l'analyse de la séquence d'ARNr 16S pour identifier des bactéries dans un échantillon de pont en béton corrodé de Bethlehem, en Pennsylvanie.

Staphylococcus, Streptococcus, Corynebacterium, Leifsonia, Vicinamibacterales et Actinophytocola étaient les genres les plus abondants.

Les genres les plus abondants dans l'échantillon intérieur étaient Staphylococcus, Streptococcus et Corynebacterium, dont il a été démontré précédemment qu'ils étaient les principaux constituants de la communauté bactérienne dans la poudre de ciment. Les genres les plus abondants dans l'échantillon de surface étaient Leifsonia, Vicinamibacterales et Actinophytocola, qui n'étaient pas auparavant associées à des communautés bactériennes dans le béton.

Des essais sur du fromage montrent que des antibiotiques fongiques peuvent influencer le développement du microbiome bactérien

«Des essais sur du fromage montrent que des antibiotiques fongiques peuvent influencer le développement du microbiome bactérien», source ASM News du 10 mai 2023.

Des moissiures produisent des métabolites que les humains ont utilisés pour améliorer leur santé. Par exemple, ils sécrètent de la pénicilline, qui est ensuite purifiée et utilisée comme antibiotique pour l'homme, conduisant au développement de nombreux autres antibiotiques. Cependant, l'écologie des métabolites fongiques dans les communautés microbiennes n'est pas bien comprise. Dans une nouvelle étude, des chercheurs utilisent des croûtes de fromage pour démontrer que les antibiotiques fongiques peuvent influencer le développement des microbiomes. L'étude est publiée dans mBio, une revue en accès libre de l'American Society for Microbiology.

«Mon laboratoire s'intéresse à la façon dont les champignons (moisissures) façonnent la diversité des communautés microbiennes là où ils vivent. Les moisissures sont répandus dans de nombreux écosystèmes microbiens, des sols à notre propre corps, mais nous en savons beaucoup moins sur leur diversité et leurs rôles dans les microbiomes par rapport aux bactéries plus largement étudiées», a dit le chercheur principal de la nouvelle étude, Benjamin Wolfe, du Département de biologie de l'Université Tufts. Son laboratoire étudie comment les champignons interagissent avec d'autres microbes dans les communautés microbiennes, en mettant l'accent sur les interactions bactériennes fongiques. «Pour étudier l'écologie des champignons et leurs interactions avec les bactéries, nous utilisons des croûtes de fromage comme écosystème microbien modèle pour comprendre ces questions de biologie de base», a dit Wolfe.

Les croûtes de fromage sont des communautés microbiennes qui se forment à la surface des fromages vieillis naturellement comme le brie, le taleggio et certains cheddars. Les couches pelucheuses et parfois collantes à la surface de ces fromages sont des communautés de microbes qui se développent au fur et à mesure que le fromage vieillit. Ils décomposent lentement le caillé du fromage en se développant à la surface et produisent des arômes et des pigments qui confèrent à chaque fromage artisanal des propriétés uniques.

Il y a plusieurs années, un fromager a contacté Wolfe avec un problème de moisissures : une moisissure devenait abondante sur les surfaces des fromages du fromager et perturbait le développement normal de leur croûte. Il semblait que les croûtes disparaissaient alors que la moisissure envahissait leur cave à fromages. Cette invasion de moisissures a fourni une occasion parfaite à Wolfe et à ses collègues d'étudier l'écologie, la génétique et la chimie des interactions fongiques-bactériennes.

L'équipe de Wolfe a commencé une collaboration avec le laboratoire de Nancy Keller à l'Université du Wisconsin pour essayer de comprendre comment cette moisissure avait un impact sur la communauté microbienne de la croûte. Ils voulaient savoir ce que la moisissure faisait aux microbes de la croûte et quels produits chimiques la moisissure pouvait produire et qui pourraient perturber la croûte.

Pour mener leur étude, les chercheurs ont d'abord supprimé un gène (laeA) dans la moisissure Penicillium qui est connu pour contrôler l'expression de produits chimiques que les champignons peuvent sécréter dans leur environnement. Ces composés sont appelés métabolites spécialisés ou secondaires. «Nous savons que de nombreux champignons peuvent produire des métabolites qui sont des antibiotiques parce que nous les avons utilisés comme médicaments pour les humains, mais nous en savons étonnamment peu sur le fonctionnement des antibiotiques fongiques dans la nature», a dit le Dr Wolfe. «Les champignons utilisent-ils réellement ces composés pour tuer d'autres microbes ? Comment ces antibiotiques produits par les champignons affectent-ils le développement des communautés bactériennes ? Nous avons ajouté notre Penicillium normal et notre Penicillium sans laeA à une communauté de bactéries de la croûte de fromages pour voir si la suppression de laeA provoquait des changements dans le développement de la communauté de bactéries.»

Les chercheurs ont découvert que lorsqu'ils supprimaient laeA, la majeure partie de l'activité antibactérienne de la moisissure Penicillium était perdue. C'était passionnant car cela a permis aux chercheurs de réduire les régions spécifiques du génome fongique qui pourraient être responsables de la production des composés antibactériens. Ils ont finalement pu les réduire à une classe de composés appelés pseurotins. Ce sont des métabolites produits par une gamme de champignons qui se sont révélés avoir des activités biologiques intéressantes, notamment la modulation du système immunitaire, la destruction des insectes et l'inhibition bactérienne.

L'étude est la première à montrer que les pseurotins peuvent contrôler la croissance et le développement des communautés bactériennes vivant avec ce champignon. Les pseurotines produites par la moisissure Penicillium dans le fromage sont fortement antibactériennes et inhibent considérablement certaines bactéries par rapport à d'autres (les bactéries inhibées étaient Staphylococcus, Brevibacterium, Brachybacterium et Psychrobacter, que l'on trouve sur de nombreux fromages artisanaux). Cela a provoqué un changement radical dans la composition du microbiome de la croûte du fromage en présence des pseurotines produites par Penicillium.

Cette étude démontre que les antibiotiques sécrétés par les champignons peuvent contrôler le développement du microbiome. Étant donné que de nombreux champignons produisent des métabolites similaires dans une gamme d'autres écosystèmes, du microbiome humain aux écosystèmes du sol, les chercheurs s'attendent à ce que ces mécanismes d'interactions fongiques-bactériennes soient répandus.

«Nos résultats suggèrent que certaines espèces de moisissures embêtantes dans les fromages artisanaux peuvent perturber le développement normal du fromage en déployant des antibiotiques», a dit Wolfe. «Ces résultats nous permettent de travailler avec des fromagers pour identifier quelles moisissures sont les mauvaises et comment les gérer dans leurs caves à fromages. Cela nous aide également à comprendre que chaque fois que nous mangeons du fromage artisanal, nous consommons les métabolites que les microbes utilisent pour rivaliser et coopérer dans les communautés.»

Quel est le problème rencontré avec la CMI ou Concentration Minimale Inhibitrice d'un antibiotique ?

Le site Internet de bioMérieux répond à la question, Quelle est l’utilité de la CMI ?

La CMI constitue un élément essentiel de la relation entre un antibiotique et des micro-organismes. Elle se définit comme la plus petite concentration d’un antibiotique permettant d’inhiber une bactérie / un champignon et permet de mesurer la sensibilité de l’agent pathogène à un antibiotique. Les CMI sont utilisées pour mesurer la sensibilité d’un agent pathogène à un éventuel traitement antibiotique in vitro

1. Une CMI faible indique une plus grande sensibilité à l’antibiotique
2. Une CMI élevée indique une sensibilité plus faible et un risque de résistance vis-à-vis de l’antibiotique

L’antibiogramme et la mesure de la CMI ont pour but de prévoir la probabilité de succès ou d’échec du traitement prescrit.

Cela étant la question qui est posée dans une étude résumée ci-après est «Quel est le problème avec la CMI ou concentration minimale inhibitrice ?

Une étude dans Microbiology Spectrum, «What’s the Matter with MICs: Bacterial Nutrition, Limiting Resources, and Antibiotic Pharmacodynamics» (Quel est le problème avec les CMI : nutrition bactérienne, ressources limitées et pharmacodynamie des antibiotiques), montre que les CMI sont une mesure incomplète de la façon dont une infection interagira avec un antibiotique. Comprendre les critiques de la CMI est l'une des nombreuses étapes nécessaires pour améliorer le traitement des maladies infectieuses.

Résumé

La CMI d'un antibiotique nécessaire pour prévenir la réplication est utilisée à la fois comme mesure de la sensibilité rt/ou de résistance des bactéries à un antibiotique et comme paramètre pharmacodynamique unique pour la conception rationnelle des systèmes de traitement par des antibiotiques. Les CMI sont estimées expérimentalement in vitro dans des conditions optimales pour l'action de l'antibiotique. Cependant, les bactéries se développent rarement dans ces conditions optimales. À l'aide d'un modèle mathématique de la pharmacodynamique des antibiotiques, nous faisons des prédictions sur la dépendance nutritionnelle de la croissance bactérienne en présence d'antibiotiques. Nous testons ces prédictions avec des expériences dans un bouillon et un milieu minimal limité en glucose avec Escherichia coli et huit antibiotiques différents. Nos expériences remettent en question la suffisance de l'utilisation des CMI et des fonctions pharmacodynamiques simples comme mesures de la pharmacodynamique des antibiotiques dans les conditions nutritionnelles des tissus infectés.

Dans une mesure qui varie selon les antibiotiques : (i) les CMI estimées obtenues en milieu riche sont supérieures à celles estimées en milieu minimal ; (ii) l'exposition à ces antibiotiques augmente le temps avant le début de la croissance logarithmique, leur décalage ; et (iii) la densité en phase stationnaire des populations de E. coli diminue avec des concentrations d'antibiotiques inférieures aux CMI plus élevées.

Nous postulons un mécanisme pour tenir compte de la relation entre les sub-CMI des antibiotiques et ces paramètres de croissance. Cette étude se limite à une seule souche bactérienne et à deux types de milieux de culture aux teneurs nutritives différentes. Ces limites mises à part, les résultats de notre étude remettent clairement en question l'utilisation de la CMI comme paramètre pharmacodynamique unique pour développer des protocoles à visée thérapeutique.

Importance

Pour les études sur les antibiotiques et leur fonctionnement, la mesure de l'efficacité des médicaments la plus souvent utilisée est la CMI. La CMI est la concentration minimale inhibitrice d'un antibiotique nécessaire pour inhiber la croissance bactérienne. Ce paramètre est essentiel à la conception et à la mise en œuvre de l'antibiothérapie. Nous apportons la preuve que l'utilisation de la CMI comme seule mesure de l'efficacité d’un antibiotique ignore des aspects importants de la dynamique de croissance bactérienne.

Jusqu'à présent, il n'y avait pas de lien entre les bactéries, les conditions dans lesquelles elles se développent et la CMI.

Plus important encore, peu d'études ont pris en compte les sub-CMI des antibiotiques, malgré leur importance clinique.

Ici, nous explorons ces concentrations en profondeur et nous démontrons que la CMI est une mesure incomplète de la façon dont une infection interagira avec un antibiotique spécifique. Comprendre les critiques de la MIC est la première des nombreuses étapes nécessaires pour améliorer le traitement des maladies infectieuses.