L'utilisation d'antimicrobiens dans l'agriculture peut engendrer des bactéries résistantes aux défenses humaines de première ligne

«L'utilisation d'antimicrobiens dans l'agriculture peut engendrer des bactéries résistantes aux défenses humaines de première ligne», source Université d’Oxford.

Une nouvelle étude menée par l'Université d'Oxford a montré que la surutilisation d'antimicrobiens dans la production animale peut entraîner l'évolution de bactéries plus résistantes à la première ligne de la réponse immunitaire humaine. Les résultats, publiés dans la revue eLife, indiquent que les porcs et les poulets d'élevage pourraient héberger de grands réservoirs de bactéries à résistance croisée, capables d'alimenter de futures épidémies.

Les infections résistantes aux antimicrobiens sont l'une des menaces les plus graves pour la santé mondiale, et il est urgent de développer de nouveaux antimicrobiens efficaces. Une solution prometteuse pourrait être les peptides antimicrobiens (AMPs pour antimicrobial peptides). Ce sont des composés naturellement produits par la plupart des organismes vivants, y compris les animaux, et ils jouent un rôle important dans l'immunité innée, notre première ligne de défense contre les infections bactériennes.

Cependant, certains AMPs sont également largement utilisés dans la production animale, à la fois pour contrôler les infections et comme promoteurs de croissance. Cela a soulevé des inquiétudes quant au fait que l'utilisation d'AMPs agricoles peut générer des bactéries à résistance croisée qui pourraient alors surmonter la réponse immunitaire innée humaine.

Dans cette nouvelle étude, menée par l'Université d'Oxford, des chercheurs ont démontré que l'évolution de ces bactéries à résistance croisée est non seulement possible, mais aussi très probable.

Pour tester l'idée, les chercheurs ont utilisé la colistine, un AMP produit par une bactérie (Bacillus polymyxa) qui est chimiquement et fonctionnellement similaire aux AMPs produits chez les animaux. La colistine est devenue de plus en plus importante en tant que «dernière ligne de défense» pour le traitement des infections causées par des bactéries multirésistantes. Cependant, l'utilisation intensive de la colistine dans la production animale depuis les années 1980 a entraîné la propagation de bactéries E. coli portant des gènes de résistance mobile à la colistine (MCR pour mobile colistin resistance).

Dans cette étude, E. coli portant un gène MCR (MCR-1) a été exposé à des AMPs connus pour jouer un rôle important dans l'immunité innée chez les poulets, les porcs et les humains. Les bactéries ont également été testées pour leur sensibilité au sérum humain, qui contient un cocktail complexe de composés antimicrobiens, et pour leur capacité à infecter les larves de la fausse teigne de la cire (Galleria mellonella).

Faits saillants

- En moyenne, le gène MCR-1 a augmenté la résistance aux AMPs de l'hôte de 62%, par rapport aux bactéries dépourvues du gène. Cette résistance accrue a fourni un fort avantage sélectif au gène MCR-1 en présence d'AMPs.
- De même, E. coli porteur du gène MCR-1 étaient au moins deux fois plus résistants à la destruction par le sérum humain.
- E. coli porteur du gène MCR-1 avait une virulence accrue sur les larves de teigne de la cire, par rapport aux souches témoins dépourvues du gène. Les larves injectées avec E. coli porteurs du gène MCR-1 ont montré une survie réduite d'environ 50%, par rapport aux larves injectées avec E. coli témoin.

Les résultats démontrent que l'utilisation d'AMPs bactériens dans l'agriculture peut générer une large résistance croisée à la réponse immunitaire innée humaine.

Cette étude suggère cependant que la résistance à ces antimicrobiens peut avoir des conséquences imprévues sur la capacité des agents pathogènes à provoquer une infection et à survivre chez l'hôte. Ceci est particulièrement inquiétant car cela suggère que E. coli porteur du gène MCR-1 pourrait avoir un net avantage sélectif même si l'utilisation de la colistine est soigneusement contrôlée.

NB : Merci à Joe Whitworth d’avoir signalé cette étude.

Un système CRISPR/Cas9, capable d'éliminer le gène mcr-1 chromosomique et plasmidique, a le potentiel de servir d'approche thérapeutique pour contrôler la propagation des gènes de résistance mcr-1

Une étude parue dans Antimicrobial Agents and Chemotherapy a pour titre un système CRISPR/Cas9 associé au transposon élimine spécifiquement le gène mcr-1 chromosomique et plasmidique chez Escherichia coli.

Selon Wikipédia, Un élément transposable, appelé aussi transposon ou gène sauteur est une séquence d'ADN capable de se déplacer de manière autonome dans un génome, par un mécanisme appelé transposition.

Un système CRISPR/Cas9, capable d'éliminer le gène mcr-1 chromosomique et plasmidique (gène de résistance à la colistine), a le potentiel de servir d'approche thérapeutique pour contrôler la propagation des gènes de résistance mcr-1.

La colistine, un antibiotique de la famille des polymyxines, fait partie des molécules de derniers recours potentiellement utilisables pour le traitement des patients infectés par des souches d’entérobactéries productrices de carbapénèmases qui peuvent être responsables d’impasses thérapeutiques puisque ces souches sont multirésistantes aux antibiotiques.

Résumé

La propagation mondiale des bactéries résistantes aux antimicrobiens est l'une des menaces les plus graves pour la santé publique. L'émergence du gène mcr-1 a constitué une menace considérable pour les médicaments antimicrobiens car il désactive un antibiotique de dernier recours, la colistine. Il y a eu des articles concernant la mobilisation du gène mcr-1 facilitée par le transposon Tn6330 formé par ISApl1 et une dispersion rapide médiée parmi les espèces d'entérobactéries.

Ici, nous avons développé un système CRISPR/Cas9 flanqué d'ISApl1 dans un plasmide suicide capable d'exercer une guérison spécifique à la séquence contre le plasmide portant mcr-1 et de tuer la souche avec mcr-1 chromosomique. Le système CRISPR/Cas9 transporté par ISApl1 a soit restauré la sensibilité à la colistine dans les souches avec mcr-1 d'origine plasmidique, soit directement éradiqué les bactéries hébergeant mcr-1 d'origine chromosomique en introduisant un CRISPR/Cas9 exogène ciblant le gène mcr-1. Cette méthode est très efficace pour éliminer le gène mcr-1 de Escherichia coli, resensibilisant ainsi ces souches à la colistine. Les autres résultats ont démontré qu'il conférait aux bactéries réceptrices une immunité contre l'acquisition du mcr-1 exogène contenant le plasmide. Les données de la présente étude ont mis en évidence le potentiel du système CRISPR/Cas9 associé au transposon à servir d'approche thérapeutique pour contrôler la dissémination de la résistance à mcr-1 parmi les pathogènes cliniques.

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