La sécheresse augmente la concentration d’antibiotiques naturels et la prolifération des bactéries résistantes aux antibiotiques dans les sols, révèle une étude. Des données cliniques provenant de 116 pays mettent également en évidence une association entre les niveaux de sécheresse locale et la prévalence de l’antibiorésistance dans les hôpitaux. Ces observations mettent en lumière une autre manière dont le réchauffement climatique pourrait impacter la santé publique.
Bien que de nombreux antibiotiques naturels aient été modifiés et améliorés pour en faire des médicaments, le sol demeure un riche réservoir et est toujours étudié pour le développement de nouveaux médicaments. Afin de survivre dans des sols riches en antibiotiques, les micro-organismes qui y résident y ont donc développé des mécanismes de résistance à ces composés.
Les biologistes estiment que les mécanismes permettant à ces micro-organismes de résister aux antibiotiques naturels leur permettraient également de résister aux antibiotiques de synthèse. Si les conditions environnementales modulent la pression de sélection exercée par les antibiotiques naturels dans le sol, des variations des niveaux de résistance au sein des communautés microbiennes du sol pourraient donc en résulter, avec des conséquences potentielles pour la santé humaine.
La sécheresse pourrait constituer l’un de ces facteurs environnementaux. Or, les sécheresses augmentent en fréquence et en intensité en raison du réchauffement climatique, ce qui pourrait avoir des impacts sur l’équilibre microbiotique du sol. En réduisant l’humidité du sol, elles pourraient par exemple concentrer davantage la teneur en métabolites secondaires produits par les micro-organismes tels que les antibiotiques naturels. Cela pourrait ensuite intensifier la pression de sélection sur le microbiote du sol, stimulant l’apparition de souches résistantes.
Ces mécanismes sont cependant largement hypothétiques, et la manière dont les stress environnementaux comme la sécheresse influencent l’équilibre microbiotique du sol demeure incomprise. Dans une étude publiée le 23 mars dans la revue Nature Microbiology, des chercheurs du California Institute of Technology (Caltech) ont exploré la manière dont la sécheresse affecte la production d’antibiotiques naturels et l’antibiorésistance des micro-organismes dans le sol, ainsi que la manière dont ces phénomènes pourraient affecter la santé humaine.
« Nous avons entrepris de déterminer si et comment la sécheresse influence la biosynthèse des antibiotiques et la résistance aux antibiotiques dans les sols du monde entier, en combinant des approches informatiques et expérimentales », écrivent-ils.
Des sécheresses favorisant la pression de sélection
Les analyses et expériences de la nouvelle étude sont motivées par de précédentes observations indiquant par exemple des concentrations plus élevées de bactéries produisant des antibiotiques de type phénazine dans les sols dont la rhizosphère (la région proche des racines des végétaux) est plus sèche. Une plus importante abondance de plusieurs composés antibiotiques, tels que la streptomycine, a également été constatée dans les sols plus secs.
Pour étayer ces observations, l’équipe de Caltech a analysé cinq jeux de données métagénomiques provenant d’études antérieures et comprenant des microbiomes des sols de terres cultivées et de prairies en Californie (aux États-Unis), d’une forêt du Valais (en Suisse) et d’une zone humide de Nanchang (en Chine). L’évolution des quantités de gènes microbiens codant pour des antibiotiques et des gènes de résistance aux antibiotiques a été évaluée en fonction des niveaux de sécheresse du sol.
Les chercheurs ont constaté que la quantité de gènes codant pour des antibiotiques augmentait significativement dans des conditions de sécheresse dans les cinq régions et types de sol analysés. Ces antibiotiques incluent par exemple des β-lactamines (comme la pénicilline) et les macrolides, couramment utilisés en médecine pour le traitement des infections respiratoires et sexuellement transmissibles.
En reproduisant en laboratoire les conditions de sécheresse sur des échantillons de sol représentatifs des régions correspondantes, les concentrations d’antibiotiques étaient significativement plus élevées que dans des conditions d’humidité normale. Le taux de survie des bactéries exposées à ces antibiotiques était réduit de 99 %.
En revanche, les bactéries résistantes aux antibiotiques, y compris les souches Gram négatif, n’ont présenté aucune réduction de leur capacité de survie relative même en conditions de sécheresse. « Nous démontrons que la diminution de la teneur en eau induite par la sécheresse concentre les antibiotiques naturels, intensifiant ainsi la sélection contre les souches sensibles et favorisant les bactéries résistantes aux antibiotiques », écrivent les chercheurs dans leur étude.
Des observations corrélées aux données cliniques mondiales
Afin d’examiner la manière dont la corrélation entre sécheresse et résistance aux antibiotiques pourrait influencer la santé publique, les chercheurs ont comparé les données de cas d’antibiorésistance dans les hôpitaux de 116 pays aux taux de précipitations annuelles et à la température moyenne locales.
L’équipe a constaté qu’une sécheresse plus élevée était systématiquement associée à une plus forte prévalence de la résistance aux antibiotiques dans les échantillons cliniques analysés et ce, même en tenant compte des différences de revenu (qui pourraient influencer l’accès aux soins) pour chaque région.
Bien que davantage de travaux soient nécessaires afin d’établir un lien de cause à effet précis, « ensemble, nos résultats révèlent un lien sous-estimé entre les facteurs climatiques et la résistance aux antibiotiques », concluent les chercheurs.