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Les bactéries s’entraident pour résister aux antibiotiques

La résistance des bactéries aux antibiotiques n’est pas nouvelle, mais on vient de découvrir que les bactéries résistantes peuvent, dans un geste altruiste, aider leurs compagnes sensibles à survivre.

La résistance des bactéries aux antibiotiques est un problème majeur de santé publique, encore soulevé dernièrement après la découverte de bactéries NDM-1 d’origine asiatique et qualifiées de « super résistantes ». Certaines pathologies infectieuses risquent de ne plus pouvoir être traitées efficacement et de conduire à un nombre important de décès. Les connaissances sur le mécanisme d’apparition des résistances sont essentielles pour lutter contre ce problème mondial.

Le mécanisme de résistance ne semblait a priori pas être complexe. Des mutations dans les génomes bactériens peuvent apparaître spontanément, certaines silencieuses, d’autres létales pour le microorganisme, ou, et c’est là que le bât blesse, leur conférant un avantage. Il peut s’agir de la mutation d’un gène qui assure alors un moyen de survivre à un antibiotique. Si au sein d’une population bactérienne, une seule bactérie acquiert la résistance, il était supposé que celle-ci se multipliait au détriment de ses compagnes, tuées par la molécule car privées du gène salvateur.

De nouvelles recherches, aujourd’hui publiées dans le journal Nature, démontrent l’existence d’un autre mécanisme. Le groupe de chercheurs du Howard Hughes Medical Institute et de l’université de Boston ont décrypté le mécanisme de résistance aux antibiotiques chez Escherichia coli, une bactérie intestinale parfois responsable de pathologies.

Les bactéries ont été placées dans un bioréacteur en présence d’une concentration non létale de norfloxacine (un antibiotique), afin de favoriser l’apparition de résistances. Régulièrement, les scientifiques ont prélevé des échantillons de bactéries pour mesurer la concentration minimale inhibitrice (CMI), c'est-à-dire la concentration en antibiotique permettant d’inhiber totalement la croissance bactérienne.

Un antibiogramme permet de déterminer les concentrations minimales d'inhibition bactérienne.
Un antibiogramme permet de déterminer les concentrations minimales d'inhibition bactérienne. © Wikimédia Commons

Un pour tous…

Curieusement, beaucoup des échantillons prélevés possédaient une CMI inférieure à la CMI de la population globale, indiquant que la majorité des bactéries étaient moins résistantes que la moyenne. Cependant, quelques échantillons (très peu) montraient une CMI fortement supérieure à la moyenne. Ainsi, parmi la population bactérienne, environ 1% des bactéries tiraient la résistance vers le haut.

En analysant les protéines sécrétées par les quelques bactéries très résistantes, les chercheurs ont découvert que la tryptophanase était particulièrement abondante. Cette enzyme découpe le tryptophane (un acide aminé) en morceaux plus petits, dont un, l’indole, est exprimé en cas de stress des bactéries. L’indole possède une double fonction de résistance. La première permet d’évacuer la molécule antibiotique de la bactérie grâce à l’activation de la machinerie de pompe cellulaire. La deuxième action consiste en l’activation d’une voie métabolique empêchant la synthèse de radicaux libres, qui peut être favorisée par l’antibiotique.

Encore plus étonnant, les bactéries très résistantes synthétisent l’indole en très grande quantité pour subvenir aux besoins des bactéries sensibles. Mais cette production a un coût qui ralentit la propre croissance des super bactéries. Cet acte, que l’on pourrait qualifier d’altruiste s’il s’agissait d’un acte humain, est contraire à la logique darwinienne. En effet, la théorie de l'évolution veut que les organismes les plus adaptés résistent et que les autres meurent. Mais la théorie de la sélection de parentèle formulée par W.D. Hamilton en 1964 explique que la sélection naturelle pousse des organismes aux liens génétiques suffisamment proches à se sacrifier pour assurer la survie globale de l’espèce.

Cette voie de résistance par l'indole, une molécule répandue chez les bactéries, est donc potentiellement utilisée par d'autres espèces bactériennes pathogènes. Une nouvelle cible existe maintenant pour pour développer de nouveaux antibiotiques, qui sont de plus en plus attendus par le corps médical. Rappelons encore une fois que la surconsommation d'antibiotiques est à l'origine des phénomènes de résistance, et que plus que jamais, les antibiotiques, c'est pas automatique !



07/09/2010

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