De la microbiologie pour ceux qui ont les crocs
Résistance saveur aigre-douce
Un conte de fées bactérien
Il était une fois des bactéries qui avaient peur des antibiotiques. Peu de temps après, elles se sont armées de mutations. Grâce à ces mutations, certaines bactéries ont pu vaincre les antibiotiques. La vie était facile pour les bactéries ! Jusqu’à aujourd’hui…
Les chercheurs ont pensé que le mécanisme de la résistance aux antibiotiques était simple : une fois que les bactéries avaient acquis des mutations contre un antibiotique, elles pouvaient résister à ses effets mortels. Ils ont imaginé plusieurs méthodes pour contrer ce problème. Cependant, L. Galera Laporta et J. Garcia Ojalvo ont découvert que la résistance aux antibiotiques n’est peut-être pas un mécanisme aussi simple que ce que l’on croit. Les bactéries peuvent moduler leur sensibilité aux antibiotiques en interagissant avec leurs voisines. Par conséquent, les contre-mesures conçues pour lutter contre la résistance aux antibiotiques peuvent également ne pas être aussi efficaces.
La résistance aux antibiotiques : dynamique ou classique ?
Certaines bactéries sont tolérantes à un type d’antibiotique, d’autres à un autre type. Lorsque deux bactéries présentant des degrés différents de tolérance aux antibiotiques sont mises en co-culture en présence d’antibiotiques, quatre scénarios sont possibles (figure 1) : (a) la bactérie tolérante survit, la bactérie sensible meurt ; (b) les deux bactéries peuvent survivre car la bactérie tolérante fabrique suffisamment de composés neutralisants pour aider la bactérie sensible à lutter contre l’antibiotique ; (c) les deux bactéries meurent ; (d) la bactérie tolérante meurt, la bactérie sensible survit en profitant de la capacité de la bactérie tolérante à fabriquer des composés neutralisants.
L’ampicilline est un antibiotique à large spectre, ce qui signifie qu’elle est efficace contre un large éventail de bactéries. Les chercheurs ont choisi deux bactéries présentant une sensibilité différente à l’ampicilline : Bacillus subtilis (B. subtilis) et Escherichia coli (E. coli). Lorsqu’il est cultivé avec l’ampicilline, B. subtilis est tolérant et se développe, bien qu’un peu lentement, mais E. coli est sensible et ne présente pas une croissance optimale. Les chercheurs ont découvert que lorsque les deux bactéries sont cultivées ensemble, B. subtilis perd sa tolérance à l’ampicilline, tandis que E. coli devient tolérant à l’ampicilline et survit. Le sort de la co-culture a donc suivi la dernière voie parmi les quatre scénarios expliqués dans le paragraphe précédent.
Maintenant, le public va demander “tout le battage médiatique sur la résistance aux antibiotiques a porté sur les mutations acquises par les bactéries au cours de l’évolution. Comment les chercheurs sont-ils parvenus à cette conclusion de résistance dynamique aux antibiotiques ?” Les chercheurs ont établi des cultures uniques de B. subtilis et E. coli avec de l’ampicilline ainsi que des co-cultures. Ils ont extrait le surnageant de ces cultures et ont cultivé de nouvelles cultures de B. subtilis dans le surnageant. Ils ont constaté que B. subtilis se développait mieux dans le surnageant extrait de cultures uniques de B. subtilis, moins bien dans le surnageant extrait de co-cultures de B. subtilis et E. coli, et moins bien dans le surnageant extrait d’une culture unique d’E. coli (Figure 2).
Quel impact ces nouvelles informations auraient-elles sur la médecine ?
Cette interaction dynamique entre les microbes peut être résumée comme une dynamique coopérateur-tricheur. Le coopérateur est B. subtilis car il neutralise l’antibiotique. Le tricheur est E. coli, car il ne contribue en rien à l’inactivation de l’antibiotique et profite au contraire de tout le travail accompli par B. subtilis. Laporta et Ojalvo ont mentionné dans une autre interview que ces informations peuvent être utilisées pour modifier la résistance aux antibiotiques des bactéries pathogènes, en fournissant des probiotiques contenant des bactéries tricheuses non pathogènes. La présence de bactéries probiotiques rendra l’agent pathogène sensible aux antibiotiques, le rendant ainsi faible.
Cela signifie-t-il que les médecins doivent changer la façon dont ils prescrivent les antibiotiques ? Question délicate ! Nous devrons peut-être attendre quelques années de recherche supplémentaire pour le savoir.
Article original: L. Galera-Laporta and J. Garcia-Ojalvo, Antithetic population response to antibiotics in a polybacterial community, Science Advances, 6 march 2020
Distributed under a Creative Commons Attribution NonCommercial License 4.0 (CC BY-NC)
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Other references:
1. Özkaya Ö, Xavier KB, Dionisio F, Balbontín R. Maintenance of Microbial Cooperation Mediated by Public Goods in Single- and Multiple-Trait Scenarios. J Bacteriol. 2017 Nov 15;199(22):e00297-17. https://doi.org/10.1128/JB.00297-17
2. Katrina Krämer. Cheating bacterium becomes antibiotic-tolerant at expense of other species. Chemistry World 2020 March 10. https://www.chemistryworld.com/news/cheating-bacterium-becomes-antibiotic-tolerant-at-expense-of-other-species/4011320.article
Traduit par Yohann Geraldes
micro-bites.org 