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Pour les bactéries, la résistance aux antibiotiques peut être acquise jusqu’à la dernière minute

On voit des centaines de bactéries au microscope.

Des bactéries E. coli exposées à un antibiotique se transmettent des gènes de résistance entre elles. Les bactéries en vert sont résistantes et donnent leurs gènes aux bactéries non résistantes, en rouge.

Photo : Sophie Nolivos

Renaud Manuguerra-Gagné

Même à l'article de la mort, des bactéries sont en mesure de développer une résistance aux antibiotiques et de retrouver rapidement la forme. Tout ce qu'elles ont à faire, c'est de gagner du temps en attendant que des bactéries résistantes leur viennent en aide.

Les bactéries résistantes aux antibiotiques sont l’une des plus importantes menaces pour la santé publique mondiale. Pendant que des chercheurs tentent de développer de nouveaux antibiotiques, d’autres travaillent à mieux comprendre comment les bactéries développent ces résistances.

On sait que des bactéries peuvent apprendre à combattre des antibiotiques lorsqu’elles sont exposées à des doses trop faibles pour les tuer. Cela survient aussi lorsqu’elles reçoivent des gènes de résistance provenant d’autres microorganismes déjà capables de survivre à ces médicaments.

Or, en voulant observer le déroulement d’un tel échange en direct sous le microscope, une équipe de chercheurs français a fait une découverte inattendue.

Même en présence de hautes doses d’antibiotiques, des bactéries E. coli au seuil de la mort trouvaient le moyen de gagner du temps et de survivre juste assez longtemps pour qu’une bactérie résistante leur apprenne à éliminer l’antibiotique qui agit sur elles.

Cette découverte, publiée dans la revue Science (Nouvelle fenêtre), pourrait donner de nouvelles cibles dans le combat contre la résistance aux antibiotiques.

Partager les savoirs

Les bactéries résistantes aux antibiotiques ne font pas que transférer cette aptitude à leur descendance, elles peuvent aussi la partager avec d’autres bactéries dans leur entourage. En conservant des copies de gènes de résistance sous la forme de petits fragments de matériel génétique nommés plasmides, les bactéries peuvent échanger de l’information l’une avec l’autre, comme si elles partageaient leurs notes de cours avant un examen.

Une fois qu’une bactérie normale prend possession d’un plasmide, elle peut commencer à produire des protéines qui lui serviront à éliminer un antibiotique. Ce processus est connu depuis longtemps par la communauté scientifique.

Afin de mieux le comprendre, des chercheurs de l’Université de Lyon, en France, ont développé une méthode pour visualiser le passage de ces plasmides, en les combinant à une protéine fluorescente. Dans leur système, toutes les bactéries résistantes à un antibiotique commun, la tétracycline, se coloraient en vert fluorescent.

Lors d’une première étape, les chercheurs ont remarqué que le transfert du plasmide d’une bactérie à l’autre était étonnamment rapide. En trois heures, 70 % des cellules E. coli avaient acquis le gène de résistance.

Or, lorsque les chercheurs ont repris l’expérience, mais en ajoutant une dose de tétracycline qui aurait dû tuer les bactéries sensibles, ils ont découvert qu’environ 36 % des bactéries parvenaient quand même à survivre à l’antibiotique.

Normalement, la tétracycline empêche des bactéries de produire de nouvelles protéines, donc même celles qui recevaient le gène de résistance n’auraient pas dû être en mesure de l’utiliser.

Une pompe tout usage

C’est ici que les chercheurs se sont intéressés à une pompe que toute bactérie possède dans sa membrane, nommée AcrAB-TolC.

Cette dernière est connue depuis longtemps et, bien qu’elle soit capable d’évacuer des molécules toxiques de l’intérieur d’une bactérie, elle reste peu efficace, un peu comme quelqu’un qui voudrait empêcher un navire de couler en évacuant l’eau à l’aide d’un sceau.

Or, lorsqu’ils ont répété l’expérience en bloquant cette pompe, plus une seule bactérie ne survivait à l’antibiotique assez longtemps pour devenir résistante. Cette pompe, souvent négligée par les chercheurs, était donc capable de maintenir la bactérie en vie juste assez longtemps pour qu’elle développe une contre-attaque et devienne totalement résistante.

Toutes les bactéries possèdent une variante de ce type de pompe, ce qui signifie qu’elles possèdent toutes une méthode d’urgence leur permettant de survivre de justesse à un antibiotique.

Bien qu’il s’agisse à première vue d’une mauvaise nouvelle, cette découverte pourrait aussi aider à renverser la tendance. Si on parvenait à développer de nouvelles molécules capables de bloquer ces pompes, il serait possible d’augmenter l’efficacité d’antibiotiques déjà sur le marché, en plus de ralentir le développement de résistance à de nouvelles molécules.

Biologie

Science