Ces scientifiques révèlent comment les bactéries à croissance rapide peuvent mieux résister aux antibiotiques et comment leur rapidité peut être un atout pour leur capacité de résistance antimicrobienne (RAM). Ces travaux, publiés dans la revue eLife, montrent en particulier que les bactéries à croissance rapide au sein des colonies bactériennes affichent une expression significativement plus élevée de ribosomes actifs – des particules à l'intérieur de la cellule qui synthétisent les protéines. Cela aide les bactéries à éviter l'accumulation d'une classe importante d'antibiotiques appelés macrolides, et leur permet donc de résister à la thérapie.
Une nouvelle compréhension de la résistance bactérienne qui pourrait éclairer le développement de composés antibiotiques plus performant ciblant cet avantage de résistance et de survie.
Les infections bactériennes peuvent entraîner une intoxication alimentaire, une pneumonie, une septicémie et d'autres maladies graves. Bien que ces infections puissent être traitées avec des antibiotiques, la surutilisation de ces médicaments a permis aux bactéries de devenir plus résistantes.
La RAM constitue aujourd’hui une menace pour la santé publique mondiale.
Une condition majeure d’efficacité de l’antibiotique : pour qu'un antibiotique soit efficace contre l'infection, il doit atteindre sa cible cellulaire à une concentration suffisante pour inhiber la croissance bactérienne. «Nous devons comprendre comment certaines bactéries au sein d'une colonie peuvent empêcher les antibiotiques de pénétrer dans leurs cellules », explique Urszula Łapińska, chercheur à l'Université d'Exeter, au Royaume-Uni : « On sait encore peu de choses sur la variabilité de l'accumulation individuelle de médicaments dans les nombreuses et différentes cellules individuelles d'une colonie bactérienne ».
L’étude : l'équipe britannique a donc émis l'hypothèse que les variations dans la façon dont les bactéries réagissent aux médicaments pourraient s’expliquer, au moins partiellement, par les taux variables de transport des médicaments au sein des cellules individuelles. A l’aide d’une approche multi-analytique, combinant la microfluidique et la microscopie, les chercheurs ont pu étudier « de plus près » les interactions de différentes bactéries dont Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Burkholderia cenocepacia et Staphylococcus aureus avec des antibiotiques courants, en temps réel, et en fonction du dosage des médicaments. En combinant cette approche avec des techniques de modélisation, l’équipe est parvenue à identifier rapidement et efficacement les bactéries individuelles résistantes aux antibiotiques.
- Les bactéries les plus résistantes sont aussi les bactéries à croissance rapide, celles qui évitent l'accumulation de macrolides dans leurs cellules :
c’est une découverte qui contraste avec la pensée actuelle selon laquelle la croissance cellulaire lente est le principal contributeur à la survie aux antibiotiques.
- Cet évitement est possible grâce à une quantité significativement plus élevée de ribosomes avant le traitement médicamenteux, par rapport à leurs homologues à croissance lente : les ribosomes activant des processus cellulaires essentiels, dont le système qui pompe les substances toxiques, telles que les composés antimicrobiens, hors de la cellule.
Un nouvel espoir contre la RAM : la manipulation chimique de la membrane externe des cellules bactériennes permet d'éradiquer les variants à croissance rapide qui présentent une faible accumulation de macrolides, contribuant ainsi à la lutte contre la résistance aux antibiotiques.
Ainsi, ces travaux révèlent une stratégie de survie, la rapidité de prolifération, de certaines bactéries, une nouvelle connaissance qui va faciliter le développement de thérapies antibiotiques plus efficaces.
Source: eLife 7 June, 2022 DOI: 10.7554/eLife.74062 Fast bacterial growth reduces antibiotic accumulation and efficacy
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