Aime ton prochain: comment les bactéries coopèrent contre une menace antibiotique
La Commission européenne a déclaré la résistance aux antibiotiques comme un défi socio-économique majeur. De nouvelles données indiquent que le secteur environnemental contribue à la propagation de la résistance aux antibiotiques, mais les mécanismes restent mal compris. Les bactéries des eaux usées sont bien connues pour connecter les secteurs humain, animal et environnemental, il est donc essentiel de comprendre comment la résistance aux antibiotiques se propage et circule vers la population humaine.
Délimitation de l’interaction bactérienne dans les biofilms
L’objectif du projet SHARE_WW était d’étudier comment des bactéries se développant ensemble dans des communautés 3D spécialisées connues sous le nom de biofilms contribuent à la transmission des gènes de résistance. La recherche a été entreprise avec le soutien du programme Marie Skłodowska Curie et a impliqué la co-culture de quatre bactéries différentes pour générer des biofilms multi-espèces. «Dans la nature, les bactéries ne vivent pas seules comme des cellules individuelles, mais dans des villes microbiennes, comme des voisines, interagissant les unes avec les autres de manière amicale ou compétitive», explique Ana Filipa Silva, chargée de recherche du programme Actions Marie Skłodowska-Curie (MSCA). Les travaux se sont concentrés sur la résistance aux bêta-lactamines, une classe d’antibiotiques largement utilisée, actuellement exploitée comme la dernière ressource dans les hôpitaux pour traiter les infections résistantes à la polychimiothérapie. Il a été établi que les bactéries détectées dans les eaux usées dégradent les bêta-lactamines en produisant des enzymes bêta-lactamases qui clivent la molécule chimique antibiotique et la rendent inefficace. Pour mieux comprendre la relation entre la production de biofilm et la résistance aux bêta-lactamines, Ana Filipa Silva a étudié l’impact de l’antibiotique sur l’organisation bactérienne dans la matrice du biofilm. Elle a découvert que les bactéries qui ont des voisines et des biofilms préférés sont plus stables lorsque la coopération est établie. En présence d’une menace antibiotique, la production de matrice de biofilm augmente pour enfermer les bactéries sensibles et leurs voisines dans une matrice dense et protectrice. Si des bactéries résistantes aux antibiotiques sont présentes, les gènes de résistance sont transférés aux espèces sensibles pour les protéger contre l’antibiotique. De plus, les espèces résistantes semblent sécréter dans leur environnement l’enzyme responsable de la dégradation des antibiotiques, offrant ainsi une couche de protection supplémentaire à leurs voisines sensibles.
Cibler les voisines: une approche alternative pour lutter contre la résistance aux antibiotiques
Collectivement, les travaux du projet SHARE_WW ont fourni des connaissances fondamentales sur les biofilms résistants aux bêta-lactamines dans le cadre environnemental. «Notre travail a surtout révélé l’importance de toutes les bactéries présentes dans les biofilms – sensibles et résistantes aux antibiotiques – dans le diagnostic et le traitement cliniques», souligne Ana Filipa Silva. Les bactéries présentes dans les biofilms génèrent une communauté de coopération contre la menace antibiotique, avec des bactéries résistantes partageant des gènes de résistance et des enzymes, tandis que des espèces sensibles s’appuient sur une matrice de biofilm protecteur. Comprendre les conditions et les mécanismes sous-jacents à de tels événements alimentera les futures recherches sur les stratégies d’élimination de la résistance aux antibiotiques des eaux usées. En outre, ces informations pourraient déplacer le centre d’intérêt d’une thérapie ciblant uniquement les bactéries résistantes aux antibiotiques vers l’élaboration de stratégies contre toutes les espèces dans un biofilm. Les stations d’épuration ont déjà manifesté leur intérêt pour les résultats du projet SHARE_WW et travaillent à intégrer les connaissances pour développer des traitements de l’eau sur mesure, en particulier lorsque l’effluent traité est recyclé pour des activités anthropiques.
Mots‑clés
SHARE_WW, bactéries, biofilm, résistance aux antibiotiques, eaux usées, bêta-lactamine, bêta-lactamase
