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Pour la toute première fois, dans la lutte acharnée contre les bactéries résistantes aux antibiotiques, des chercheurs ont découvert le mécanisme responsable de leur non-détection : elles peuvent changer de forme pour éviter d’être détectées.

Dans le cadre d’une nouvelle étude, une équipe de chercheurs de l’Université de Newcastle au Royaume-Uni a étudié des échantillons de patients âgés souffrant d’infections récurrentes des voies urinaires (IVU récurrentes). En utilisant des techniques de pointe, elle est parvenue à déterminer qu’une bactérie peut perdre sa paroi cellulaire, cible commune de nombreux groupes d’antibiotiques.

Les recherches, effectuées dans le laboratoire de Jeff Errington, s’appuyaient sur l’hypothèse qu’une bactérie peut survivre sans paroi cellulaire, une capacité connue sous le nom de “commutation de forme L”. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Communications.

Il faut savoir que la résistance aux antibiotiques des bactéries est aujourd’hui un problème de taille, qui prend d’ailleurs toujours plus d’ampleur. L’Organisation mondiale de la santé (OMS) a identifié la résistance aux antibiotiques comme l’une des plus grandes menaces pour la santé mondiale, la sécurité alimentaire et le développement.

L’auteur principal de l’étude, le Dr Katarzyna Mickiewicz, chercheur à l’Université de Newcastle, a déclaré : « Imaginez que la forme standard d’une bactérie est l’équivalent d’une veste protectrice, mais à haute visibilité. Cela leur donne une forme régulière (par exemple une tige ou une sphère), ce qui les rend fortes et les protège, mais aussi très visibles, en particulier pour le système immunitaire humain et les antibiotiques comme la pénicilline ».

« Ce que nous avons pu voir, c’est qu’en présence d’antibiotiques, les bactéries sont capables de passer d’une forme à parois très régulières à un état en forme de L complètement aléatoire et déficient en parois cellulaires, ce qui a pour effet de faire disparaître leur “veste très visible”, leur permettant ainsi de se cacher. […] Sous cette forme, le corps ne reconnaît pas facilement les bactéries, donc ne les attaque pas, et les antibiotiques non plus » ajoute-t-il.

Une bactérie qui survit et se cache malgré une structure fragile

L’étude, qui a impliqué l’utilisation des échantillons obtenus grâce à une collaboration avec des cliniciens du Newcastle Freeman Hospital, organisée par les docteurs Phillip Aldridge et Judith Hall, montre que lorsque des antibiotiques sont présents — comme chez un patient qui reçoit de la pénicilline ou un autre antibiotique visant la paroi cellulaire, les bactéries peuvent se transformer et perdre cette dernière, qui est souvent la cible de ce genre d’antibiotique.

VIDÉO : Cette séquence montre la transition d’une bactérie, sur des milieux osmoprotecteurs, de la forme L à une forme “allongée” (en bâtonnet) après que l’antibiotique a été retiré. Crédits : Université de Newcastle, Royaume-Uni

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Dans une publication précédente parue dans la revue Cell en 2018, l’équipe d’Errington a démontré que notre système immunitaire peut aussi, dans une certaine mesure, induire un changement chez les forme-L, mais le traitement aux antibiotiques a un effet beaucoup plus profond.

La présente étude a montré que les formes-L de diverses espèces bactériennes généralement associées aux infections urinaires, notamment E. coli, Enterococcus, Enterobacter et Staphylococcus, étaient détectables chez 29 des 30 patients de l’étude. Avec cette forme en L, les bactéries sont fragiles et plus faibles, mais certaines survivent tout de même et se “cachent” dans le corps.

Dans le cadre de la recherche, il a également été capturé sur vidéo et pour la première fois, des bactéries de forme L isolées d’un patient atteint d’une infection urinaire, qui reformait leur paroi cellulaire après que l’antibiotique ait agit, en seulement 5 heures de temps. L’équipe a également pu montrer par une microscopie directe, que la commutation de forme L est possible dans le contexte d’un organisme vivant entier, et pas seulement dans des conditions artificielles en laboratoire.

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« Chez un patient en bonne santé, cela signifierait probablement que les bactéries de forme L laissées en place seraient détruites par le système immunitaire de leurs hôtes. Mais chez un patient affaibli ou âgé, comme cela est le cas dans nos échantillons, la bactérie de forme L peut survivre. Elles peuvent alors reformer leur paroi cellulaire et le patient est à nouveau confronté à une nouvelle infection. Et c’est peut-être l’une des principales raisons pour lesquelles nous voyons des personnes atteintes d’IVU récurrentes » a expliqué le Dr. Mickiewicz.

« Pour les médecins, cela peut signifier envisager un traitement d’association – c’est-à-dire un antibiotique qui attaque la paroi cellulaire, puis un autre type pour toute bactérie de forme L cachée, c’est-à-dire qui cible l’ARN ou l’ADN à l’intérieur ou même dans la membrane environnante ».

L’étude a également révélé que les bactéries de forme L sont difficiles à identifier par les méthodes traditionnelles utilisées à l’hôpital, car le gel utilisé “éclate” les bactéries lorsqu’elles y sont introduites.

Une méthode de détection osmoprotectrice spéciale était nécessaire pour préserver les bactéries de forme L les plus faibles et leur permettre d’être identifiées en laboratoire. Maintenant, l’équipe poursuivra ses recherches avec des essais sur des patients ayant déjà été traités.

Sources : Nature Communications, Newcastle University

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