Escherichia coli est surtout connu comme agent pathogène
gastro-intestinal chez les animaux à sang chaud. Au cours des cent
dernières années, sa présence sur les plages a été supposée
indiquer une pollution fécale, entraînant la fermeture de plages.
Une nouvelle étude examine la base génétique des découvertes
récentes selon lesquelles de nombreuses souches de E. coli se
développent sans danger dans le sol, l'eau et le sable des plages.
L’étude, Genetic Determinants of Escherichia coli Survival
in Beach Sand, est publiée dans Applied
and Environmental Microbiology, une revue de l'American
Society for Microbiology.
Dans l'étude, des chercheurs ont isolé E. coli des eaux
usées humaines, des excréments de goélands et du sable de la
plage. Ils ont ensuite enterré les bactéries de chacune des 3
sources ensemble dans du sable, à l'intérieur de petits récipients
en polyvinyle avec de minuscules trous qui pouvaient laisser passer
l'humidité et l'oxygène, mais qui gardaient les bactéries à
l'intérieur. Ceux-ci ont été enterrés pendant 45 jours, à un
demi-mètre de profondeur dans le sable sur une plage d'eau douce du
lac Michigan.
Il existe le core genes (ensemble des gènes communs à toutes les
souches d’une même espèce) qui sont pour la plupart identiques
dans différentes souches de E. coli. Les «gènes
accessoires» (ensemble des gènes présents uniquement dans la
souche étudiée ainsi que ceux présents dans deux ou plusieurs
souches) diffèrent souvent d'une souche à l'autre. C'est en partie
parce qu'ils peuvent être acquis par «transfert horizontal»,
principalement à partir d'autres souches de E. coli, mais
peut-être à partir d'autres bactéries étroitement apparentées.
Le transfert horizontal de gènes accessoires est un moyen rapide
d'acquérir de nouvelles capacités, telles que la capacité de
prospérer dans des habitats extra-intestinaux tels que le sable des
plages.
Au bout des 45 jours, les chercheurs ont déterré les conteneurs.
Ils ont comparé les gènes accessoires de E. coli qui ont
survécu à l'enterrement de 45 jours dans le sable de la plage avec
ceux de E. coli qui n'avaient pas subi l'épreuve, trouvant
plusieurs gènes accessoires liés à la survie dans le sable de la
plage.
L'impulsion de la recherche était le manque de moyens de
différencier E. coli indiquant la présence d’une pollution
fécale des congénères inoffensifs qui se produisent naturellement
dans le sable de la plage, ce dernier conduisant à «des fermetures
inutiles de plages, avec des opportunités récréatives et
économiques perdues», a déclaré le co-auteur. Elizabeth Alm,
Département de biologie et Institut de recherche sur les Grands
Lacs, Central Michigan University.
«Ce travail a des implications dans le monde réel pour le domaine
de la microbiologie appliquée et de la santé publique», a déclaré
la première auteure Sandra McLellan, professeur à la School of
Freshwater Sciences de l'Université du Wisconsin-Milwaukee. Des
travaux antérieurs examinant l'évolution de E. coli se sont
concentrés sur les agents pathogènes, avec beaucoup moins
d'attention accordée aux souches commensales, et pratiquement aucune
recherche sur les souches qui se développent en dehors de l'hôte
dans un environnement secondaire.
«La découverte la plus frappante de l'étude est peut-être que bon
nombre des traits génomiques enrichis dans les collections d'isolats
survivants sont largement répartis entre les souches de E. coli»,
a dit McLellan. «La seule exception à cette large distribution est
le phylogroupe B2 de E. coli, qui contient principalement des
agents pathogènes humains."
Des recherches antérieures ont démontré que B2 a été sélectionné
chez des hôtes humains. Dans la présente étude, les chercheurs
montrent que les traits liés à la survie dans l'environnement
semblent être ancestraux chez E. coli, mais largement perdus
dans les lignées B2.
L’étude, dit McLellan, «pourrait finalement conduire au
développement d'indicateurs plus directement liés à la santé
humaine».
