La désinfection sublétale de l’eau peut favoriser par inadvertance la propagation de la résistance aux antibiotiques

La désinfection sublétale de l’eau peut favoriser par inadvertance la propagation de la résistance aux antibiotiques

L'étude montre que les facteurs de stress environnementaux ne tuent pas seulement les bactéries ; Ils peuvent également inciter les cellules survivantes à absorber plus efficacement les gènes de résistance, ce qui soulève des inquiétudes quant à la propagation de bactéries résistantes aux antibiotiques dans les cours d’eau.

Les gènes de résistance aux antibiotiques et les bactéries résistantes aux antibiotiques sont désormais reconnus comme des contaminants environnementaux émergents, couramment détectés dans les rivières, les lacs, les eaux usées et même les océans. Les systèmes aquatiques offrent des conditions idéales pour la survie, l’interaction et la propagation des gènes de résistance parmi les micro-organismes. Les bactéries échangent du matériel génétique par transfert horizontal de gènes, y compris la transformation, processus par lequel les cellules absorbent l'ADN libre directement de leur environnement. Bien que l’on sache que la transformation contribue à la propagation de la résistance, son comportement face à des stress environnementaux réalistes – comme une désinfection incomplète – est mal compris. Le traitement moderne de l’eau repose de plus en plus sur des technologies avancées d’oxydation et de lumière. Cependant, les fluctuations de l’efficacité du traitement peuvent avoir pour conséquence que les bactéries restent vivantes mais stressées et pas complètement inactivées. Comprendre comment ces conditions sublétales influencent la transmission de l’ARG est essentiel pour protéger la santé publique.

Une étude (DOI:10.48130/biocontam-0025-0017) publiée dansBiocontaminantle 8 décembre 2025 par l'équipe de Taicheng An, Université de technologie du Guangdong, montre que la désinfection sublétale de l'eau peut accélérer par inadvertance la propagation de la résistance aux antibiotiques en favorisant l'absorption induite par le stress des gènes de résistance chez les bactéries survivantes.

En utilisant un système de photocatalyse sublétale (Sub-PC) pour simuler une désinfection incomplète de l’eau, cette étude a systématiquement étudié comment le stress oxydatif influence la conversion des ARG. Deux souches receveuses sensibles aux antibiotiques,Escherichia coliDH5α etE. coliHB101 a été exposé à des conditions sous-PC et testé pour l'inactivation bactérienne, les réponses au stress physiologique et l'absorption d'ARG à l'aide d'un plasmide portant le gène de résistance à l'ampicilline (amp). Avec une exposition identique aux sous-PC, l'abondance bactérienne a progressivement diminué d'environ 2 logarithmes après 120 minutes, mais près de 10 % des cellules sont restées viables, ce qui représente un pool suffisant pour le transfert horizontal de gènes par transformation. En conséquence, les niveaux d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) intracellulaires ont augmenté de manière significative au début de la phase (0 à 60 minutes), atteignant trois à quatre fois la valeur de base, tandis que les enzymes antioxydantes catalase (CAT) et superoxyde dismutase (SOD) étaient fortement induites, indiquant l’activation des défenses contre le stress oxydatif. Au fur et à mesure que le traitement progressait, des dommages excessifs entraînaient une diminution des niveaux de ROS, CAT et SOD, associée à la lyse et aux fuites cellulaires. Après l'absorption du plasmide, les transformants résistants à l'ampicilline ont montré une persistance accrue sous sous-PC et n'ont montré qu'une réduction d'abondance d'environ 1 log, confortant l'idée selon laquelle l'acquisition d'ARG améliore la tolérance au stress. Les expériences d'optimisation ont révélé que la transformation était plus efficace à 37 °C et nécessitait des densités de receveurs élevées ; Le rendement maximal en transformant était de 10⁸ à 10⁹ CFU.ml⁻¹, 10⁸ CFU.ml⁻¹ étant choisi pour une quantification robuste. Dans ces conditions optimales, les fréquences de transformation ont été multipliées par trois à quatre et demi, atteignant un pic entre 50 et 60 minutes avant de diminuer à mesure que les dommages cellulaires augmentaient. Des analyses mécanistiques ont montré que les piégeurs de ROS atténuaient considérablement l'effet d'amplification mais ne l'éliminaient pas, confirmant que les ROS sont un facteur clé. Le sous-PC a également augmenté la perméabilité membranaire, augmenté le Ca²⁺ intracellulaire presque par quatre et diminué l'ATP, limitant ainsi l'efflux de Ca²⁺ et améliorant son accumulation. Le profilage de l’expression génique a confirmé ces tendances, montrant une régulation positive précoce des gènes de réponse au stress, d’antioxydants, de transport membranaire et d’absorption de l’ADN, ainsi qu’une suppression des voies métaboliques énergétiques.

Les résultats mettent en évidence un risque critique mais sous-estimé dans les systèmes de traitement de l’eau : une désinfection partiellement efficace peut favoriser la propagation de la résistance aux antibiotiques au lieu de la prévenir. Le stress sublétal permet non seulement aux bactéries de survivre, mais augmente également activement leur capacité à acquérir des gènes de résistance provenant de l’environnement. Ce mécanisme pourrait contribuer à la persistance et à l’amplification de la résistance aux antibiotiques dans les eaux usées, les eaux de surface et les écosystèmes en aval.

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