Des centaines de gènes résistants aux antibiotiques retrouvés dans le tractus gastro-intestinal de nourrissons danois, selon une étude

«Des centaines de gènes résistants aux antibiotiques retrouvés dans le tractus gastro-intestinal de nourrissons danois», source Université de Copenhague.

Selon une nouvelle étude de l'Université de Copenhague, des enfants danois d'un an portent plusieurs centaines de gènes résistants aux antibiotiques dans leur flore bactérienne intestinale. La présence de ces gènes est en partie attribuable à l'utilisation d'antibiotiques chez les mères pendant la grossesse.

On estime que 700 000 personnes meurent chaque année d'infections et de maladies bactériennes résistantes aux antibiotiques. L'OMS s'attend à ce que ce chiffre se multiplie considérablement dans les décennies à venir. Pour étudier comment la résistance aux antibiotiques se produit dans la flore bactérienne naturelle de l’homme, des chercheurs du Département de biologie de l’Université de Copenhague ont analysé des prélèvements de selles provenant de 662 enfants danois d’un an.

Dans les prélèvements, les chercheurs ont découvert 409 gènes différents, fournissant aux bactéries une résistance à 34 types d'antibiotiques. En outre, 167 des 409 gènes trouvés sont résistants à plusieurs types d’antibiotiques, y compris ceux classés comme 'd’une importance critique' par l’OMS pour pouvoir traiter des maladies graves à l’avenir.

«C'est un signal de réveil que des enfants d'un an sont déjà porteurs de bactéries intestinales résistantes à des types très importants d'antibiotiques. De nouvelles bactéries résistantes se répandent en raison de l'augmentation de la consommation d'antibiotiques. Le scénario d'horreur est que nous manquerons un jour des antibiotiques nécessaires pour traiter les infections bactériennes potentiellement mortelles telles que la pneumonie ou les maladies d'origine alimentaire», explique le professeur du département de biologie Søren Sørensen, qui a dirigé l'étude.

L'utilisation d'antibiotiques pendant la grossesse est un facteur important

Le facteur important pour savoir si un nourrisson avait plus de gènes résistants aux antibiotiques dans les bactéries de l'intestin était si la mère de l'enfant avait reçu des antibiotiques en fin de grossesse ou si l'enfant d'un an avait reçu des antibiotiques dans les mois précédant le prélèvement de ses selles.

«Nous avons trouvé une très forte corrélation entre le traitement antibiotique d'une mère en fin de grossesse et des nourrissons et des bactéries intestinales avec de nombreux gènes résistants, bien qu'il semble que d'autres influences entrent également en jeu», explique Xuan Ji Li du Département de biologie, auteur principal de l'étude.

Dans le même temps, les chercheurs ont découvert un lien entre le développement de la flore intestinale des enfants et la concentration de bactéries résistantes. Une flore intestinale bien développée équivaut à une moindre incidence de bactéries résistantes. Des études antérieures du même groupe d'enfants ont démontré que le développement de la flore intestinale est lié au risque d'asthme plus tard dans la vie.

E. coli recueille des gènes résistants

Escherichia coli (E. coli) est fréquent dans l'intestin et peut entraîner des infections intestinales. Mais dans cette étude, les chercheurs ont également appris que E. coli semble agir comme un collecteur principal et un diffuseur potentiel de gènes résistants aux antibiotiques vers d'autres bactéries intestinales.

Les chercheurs ont également trouvé E. coli chez les nourrissons avec des concentrations élevées de gènes de résistance dans leur tractus intestinal.

«Les nouvelles découvertes ont élargi notre compréhension de la résistance aux antibiotiques en nous montrant quelles bactéries agissent comme des collecteurs et des diffuseurs potentiels de gènes de résistance. Bien que nous sachions que la résistance est transférée entre les bactéries, nous savons également maintenant que E. coli est l'une de celles dont il nous faut garder un œil particulièrement attentif», déclare Xuan Ji Li du Département de biologie. Søren Sørensen ajoute:

«Les nouvelles connaissances apportées par cette étude peuvent s'avérer utiles dans l'effort de mieux gérer les traitements antibiotiques chez les femmes enceintes et servir de base à des méthodes plus ciblées d'élimination des types de bactéries qui collectent les gènes de résistance.»

L'article est paru dans Cell Host & Microbe.

Une stratégie égoïste augmente la prévalence de bactéries du microbiome

« Une stratégie égoïste augmente la prévalence de bactéries du microbiome », source communiqué du Quadram Institute.

Des chercheurs du Quadram Institute ont découvert une voie métabolique unique qui confère à un membre clé du microbiote intestinal un avantage concurrentiel lors de la colonisation de notre corps.

En plus de fournir de nouvelles informations sur la relation symbiotique que nous entretenons avec nos bactéries intestinales, la découverte de cette voie pourrait également fournir de nouvelles cibles pour les biomarqueurs ou les traitements pour les affections liées aux déséquilibres du microbiote.

Notre tube digestif abrite des milliards de microbes, appelés collectivement le microbiote, qui jouent un rôle vital dans le maintien d'une bonne santé. La muqueuse de l'intestin est recouverte de mucus. Cela a un double rôle: il aide à empêcher les bactéries d’accéder et de traverser la muqueuse intestinale, mais fournit également des nutriments au microbiote.

Le mucus est composé de protéines appelées mucines. Les mucines sont fortement « décorées » avec des molécules de sucre appelées glycanes.

Des études antérieures ont indiqué que ces glycanes sont une source importante de sucres pour le métabolisme bactérien. Le type de glycane change en descendant dans le tube digestif, avec les glycane de l'acide sialique prédominant dans le mucus du côlon chez l'homme. Comme il s'agit du site principal du microbiote intestinal, les bactéries capables de métaboliser l'acide sialique présentent un avantage distinct.

Plusieurs espèces de bactéries intestinales possèdent le groupe de gènes nécessaire pour métaboliser l'acide sialique, dont Ruminococcus gnavus. C'est l'un des premiers colonisateurs de l'intestin du nourrisson et il persiste jusqu'à l'âge adulte. R. gnavus est présent chez environ 90% des humains et est considéré comme un membre dominant du microbiote intestinal « normal ». Il est également surreprésenté dans le microbiote de personnes souffrant d'un certain nombre d'affections, dont les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI).

R. gnavus jouant apparemment un rôle important dans un microbiote en bonne santé et dans des maladies, il a donc suscité beaucoup d'intérêt pour comprendre sa capacité à se nourrir des nutriments dans l'intestin. Cette nouvelle étude révèle la voie métabolique unique et explique pourquoi elle présente un avantage particulier par rapport aux autres microbes.

Le professeur Nathalie Juge et son groupe du Quadram Institute ont précédemment découvert que R. gnavus peut séparer l'acide sialique des molécules de mucine, mais contrairement à d'autres bactéries, il est modifié chimiquement.

Dans une nouvelle étude, publiée dans la revue NatureMicrobiology, l’équipe a montré comment cette modification permet à la bactérie de conserver l’acide sialique pour elle-même. Tandis que d'autres bactéries libèrent de l'acide sialique libre pour que les autres membres du microbiote le métabolisent, R. gnavus agit de manière égoïste et peut donc en bénéficier.

Des bactéries (rouge) colonisant la couche de mucus du côlon (vert). Image de Laura Vaux, Institut Quadram.
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En collaboration avec des collègues de Diamond Light Source, de l’Université d’East Anglia (UEA), de l’Université de York et de l’Université de Californie, Andrew Bell, étudiant en doctorat de l’équipe de Juge, a identifié les gènes et caractérisé les protéines utilisées pour transporter et métaboliser l’acide sialique modifié. Les scientifiques ont découvert que R. gnavus avait une protéine qui transportait spécifiquement l'acide sialique modifié dans ses cellules. L'étude a été financée par le Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC)  et l’US National Institutes of Health (NIH).

Le Dr Jesus Angulo, de l’École de pharmacie de l’UEA, a déclaré: « Un aspect important de ce mécanisme « égoïste » remarquable consiste à comprendre comment il peut transporter sélectivement le nutriment à l’intérieur de la cellule. Ici à l’UEA, nous avons développé une nouvelle méthode et l'avons appliquée pour voir comment une protéine clé de cet important symbiote digestif fonctionne au niveau du détail atomique. »

Une fois à l'intérieur de la cellule, les bactéries peuvent supprimer la modification, leur permettant de métaboliser l'acide sialique. Les chercheurs du Quadram Institute ont ensuite neutralisé les gènes de cette voie métabolique exclusive, qui altérait gravement la capacité de R. gnavus à coloniser la couche de mucus, indiquant ainsi son importance pour ces bactéries.

Aucune preuve de lésion intestinale causée par des microplastiques en polystyrène en laboratoire, selon le BfR

« Aucune preuve de lésion intestinale causée par des microplastiques en polystyrène en laboratoire », source Communication n°029/2019 du BfR du 5 août 2019.

Des chercheurs de l’Institut fédéral allemand d’évaluation des risques (BfR) n’ont trouvé aucune preuve de lésions des tissus intestinaux telles que le stress oxydatif ou les signes inflammatoires causés par des particules de microplastiques en polystyrène (PS). C’est le résultat le plus important des expériences menées en laboratoire.

Le PS est l’un des plastiques les plus utilisés au monde. Il est utilisé, entre autres, pour la production d’emballages alimentaires et d’articles de tous les jours, tels que des casques de vélo. Le microplastique fait référence à de petites particules de plastique et de fibres de plus en plus détectées dans l'environnement.

Les premières analyses scientifiques montrent que les humains consomment également des microplastiques de PS par le biais de leurs régime alimentaire.

L’objet de l’étude réalisée au BfR était donc d’étudier l’absorption et les effets des microplastiques à base de PS. Ceci est important car nous ne disposons que des données limitées pour évaluer les effets potentiels des microplastiques. Les scientifiques du BfR ont utilisé deux méthodes, d’une part, ils ont utilisé des cultures de cellules épithéliales intestinales humaines (in vitro) pour déterminer si des particules microplastiques de différentes tailles (un, quatre et dix micromètres [µm] de diamètre) peuvent pénétrer les cellules.

Par ailleurs, des souris ont été nourries avec ces particules (in vivo) pendant 28 jours pour examiner le transport de particules microplastiques dans l'intestin et la réponse des cellules intestinales aux microplastiques en PS.

Les expériences de culture cellulaire ont montré que les particules de PS jusqu’à environ quatre microns de diamètre peuvent en effet être absorbés par les cellules épithéliales de la paroi intestinale.

Des expériences sur des animaux ont cependant révélé que malgré l'administration de très grandes quantités de particules de plastique de taille allant de 1 à 10 µm, celles-ci ne pouvaient être détectés qu'occasionnellement dans les cellules épithéliales intestinales. Les niveaux administrés étaient bien supérieurs à ceux qui semblent être réaliste pour les humains. Aucun effet dangereux n'a été observé dans les tissus intestinaux ou d'autres organes. des souris.

Les chercheurs ont explicitement souligné qu’il restait de grandes lacunes dans les données concernant la taille et la matière des microplastiques.

Par exemple, aucune conclusion ne peut être tirée des données générées sur les effets dans l’intestin de microplastiques fabriqués à partir d’autres plastiques.

Par conséquent, de nouvelles études expérimentales sont nécessaires pour analyser l’absorption de microplastiques et effectuer une évaluation des risques.

Les résultats de l'étude sur les animaux ont été publiés dans la revue Archives of Toxicology.

On ne se débarrasse pas facilement de Campylobacter chez les volailles

Campylobacter en tant qu'habitant du tractus gastro-intestinal des volailles s'est avéré difficile à réduire avec la plupart des additifs alimentaires. L’utilisation d’antibiotiques dans l’alimentation animale a été supprimée des régimes à base des volaille en raison des réactions négatives du consommateur et des préoccupations liées à la génération de bactéries résistantes aux antibiotiques. En conséquence, l'intérêt pour des alternatives aux antibiotiques s'est accru.

L'une de ces alternatives, les prébiotiques, a été étudiée en tant qu'additif potentiel pour l'alimentation des animaux et des volailles. Les prébiotiques sont des ingrédients non digestibles qui améliorent la croissance des bactéries gastro-intestinales indigènes qui génèrent des caractéristiques métaboliques considérées comme bénéfiques pour l'hôte. De plus, ces composés permettent des activités microbiennes dans le tractus gastro-intestinal qui sont antagonistes à l’établissement de pathogènes. Il existe plusieurs polymères glucidiques qui sont qualifiés de prébiotiques et qui ont été administrés aux volailles. Ceux-ci comprennent les mannanes oligosaccharides et les fructo-oligosaccharides, qui sont les plus couramment commercialisés et ont été utilisés comme compléments alimentaires pour les volaille. Plus récemment, plusieurs oligosaccharides non digestibles ont également été identifiés comme possédant des propriétés prébiotiques lorsqu'ils sont utilisés comme compléments alimentaires. Alors que les prébiotiques semblent être généralement efficaces chez les volailles et limitent l'établissement d'agents pathogènes d'origine alimentaire tels que Salmonella dans le tractus gastro-intestinal, on en sait moins sur leur impact sur Campylobacter. Cette revue portera sur le potentiel des prébiotiques à limiter l’établissement de Campylobacter dans le tractus gastro-intestinal des volailles et sur les axes futurs de la recherche.

Référence. Sun A. Kim, Min Jang, Seo Y. Kim, Yichao Yang, Hilary O. Pavlidis et Steven C. Ricke. Potential for prebiotics as feed additives to limit foodborne campylobacter establishment in the poultry gastrointestinal tract. Frontiers in Microbiology doi: 10.3389/fmicb.2019.00091.

L'article sera disponible très prochainement en accès libre.