La recherche offre un nouvel espoir dans la lutte contre les bactéries résistantes aux antibiotiques

La recherche offre un nouvel espoir dans la lutte contre les bactéries résistantes aux antibiotiques

La résistance aux antibiotiques constitue une menace sérieuse pour la santé publique. Si les antibiotiques ne fonctionnent pas, nous risquons de ne pas pouvoir traiter de nombreux types d'infections et des personnes qui auraient été guéries pourraient mourir.

Un exemple est la bactérie E. coli, qui est la cause la plus fréquente d’infections des voies urinaires et du sang dans le monde.

Que se passe-t-il si une infection des voies urinaires ne peut être traitée ?

Certaines variantes de la bactérie E. coli sont résistantes à la plupart des types d'antibiotiques. "Cela signifie qu'il existe une gamme très limitée d'antibiotiques que nous pouvons utiliser. Nous essayons donc d'éviter ces antibiotiques de "dernier recours", car les bactéries peuvent alors y devenir de plus en plus résistantes. Si nous utilisons ces antibiotiques trop souvent, nous pouvons finir trop souvent par souffrir d'un cancer", explique le professeur Ørjan Samuelsen de l'hôpital universitaire de Norvège du Nord (UNN).

En collaboration avec le professeur Jukka Corander de l'Université d'Oslo (UIO) et le professeur Pål J. Johnsen de l'Université arctique de Norvège (UIT), Samuelsen a travaillé pour trouver de nouvelles façons de lutter contre ces bactéries résistantes aux antibiotiques. Les trois professeurs et leur équipe de recherche ont fait une découverte prometteuse.

Composants d'ADN associés dans E. coli qui produisent des toxines

L’une des façons les plus courantes pour les bactéries d’apprendre à résister aux antibiotiques consiste à acquérir des gènes de résistance provenant d’autres bactéries. Ceux-ci sont souvent situés sur des brins circulaires d’ADN matériel génétique (appelés plasmides) qui sont indépendants du chromosome de la cellule hôte. Ils peuvent donc se déplacer rapidement entre les cellules.

Dans une nouvelle étude publiée dans Nature Communications, l’équipe de recherche a procédé à un examen approfondi et plus détaillé que jamais de l’ensemble du matériel génétique de la bactérie E. coli.

En utilisant la dernière génération de technologie de séquençage, ils ont examiné les chromosomes complets et les plasmides présents dans 2 000 échantillons provenant de patients norvégiens présentant une infection invasive.

Les plasmides évoluent rapidement et peuvent se propager entre différentes souches bactériennes. Nous avons utilisé de nouvelles méthodes d’analyse génomique développées par notre équipe précisément dans ce but, car la variation de l’ADN des plasmides a tendance à se comporter différemment de la variation que nous observons entre les chromosomes. Nous avons pu étudier comment les plasmides se déplaçaient et ce qui les empêchait de se déplacer, et nous avons ainsi abouti à un certain nombre de découvertes prometteuses. Nous avons cartographié pour la première fois la distribution des plasmides d'E. coli contenant des gènes producteurs de tragetoxine qui supplantent les bactéries étroitement apparentées. "

Jukka Corander, Institut des sciences médicales fondamentales, Université d'Oslo

Testé la toxine sur E. coli résistant aux antibiotiques

Parmi les douze toxines différentes trouvées dans les plasmides, une variante en particulier semblait avoir un effet significatif.

"Nous avons cultivé différents types d'E. coli multirésistants dans des boîtes de Pétri en laboratoire et avons ajouté la toxine produite par les souches bactériennes avec un type spécifique de plasmide. Nous avons ensuite constaté que la toxine tuait les bactéries résistantes aux antibiotiques", explique Johnsen.

Cela pourrait ouvrir la voie à de nouvelles façons de traiter les infections avec une médecine personnalisée comme une « fusée guidée avec précision ».

Résultats susceptibles de réduire l’utilisation d’antibiotiques à large spectre

L'un des objectifs mondiaux consiste à réduire l'utilisation d'antibiotiques dits à large spectre, qui agissent contre de nombreux types de bactéries différents et sont utilisés lorsqu'il n'est pas clair quelle variante particulière vous a infecté. Le problème avec ces antibiotiques est qu’ils tuent souvent trop de bactéries, non seulement les bactéries nocives présentes dans le corps, mais aussi bon nombre des bactéries bénéfiques.

"Les antibiotiques à large spectre éliminent généralement ces bactéries E. coli avec des toxines, ce qui aurait été l'arme de la nature. Nous devons bien sûr traiter les infections. Si nous pouvons utiliser une médecine personnalisée comme des "fusées à guidage de précision", nous le pouvons avec des antibiotiques adaptés. Les bactéries bénéfiques peuvent survivre. Nous le pouvons. Des infections difficiles à traiter", a expliqué Corander.

Corander, Johnsen et Samuelsen espèrent que cette stratégie pourra également fonctionner contre la bactérie Klebsiella pneumoniae. Ils veulent tester les toxines davantage.

Klebsiella peut provoquer une pneumonie, une méningite, des infections des voies urinaires et des infections du sang et du foie. Certaines variantes de Klebsiella résistantes aux antibiotiques ont été identifiées comme une menace sérieuse pour la santé publique. Dans les unités de soins intensifs des hôpitaux du monde entier, les professionnels de santé luttent de plus en plus contre cette bactérie.

Les médecins doivent savoir quelle variante d'E. coli est présente chez le patient afin de prescrire exactement le bon médicament.

Pour que la médecine personnalisée puisse lutter contre les bactéries E. coli les plus nocives, les chercheurs doivent développer différents médicaments de précision contre les variantes existantes.

"Le diagnostic des infections à E. coli doit également être amélioré afin que les médecins sachent quel médicament prescrire", explique Samuelsen.

L'étude a été réalisée en collaboration avec l'Institut Wellcome Sanger, l'UIT, l'UNN et des hôpitaux de différentes régions de Norvège et a abouti à un nouvel aperçu détaillé de la variation du matériel génétique global d'E. coli. Par exemple, les chercheurs peuvent observer comment certaines variantes génétiques des bactéries ont évolué au cours des 300 dernières années.

"Ce matériel de données ADN unique constituera une source très importante pour les scientifiques menant des recherches internationales en génétique bactérienne et en microbiologie", souligne Corander.

L'étude est financée par la Fondation de recherche Trond Mohn.

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