Les bactéries nocives savent échapper aux prédateurs lorsqu'elles se trouvent dans des colonies mixtes. Ces organismes sont en effet capables de trouver une protection à l'intérieur même de groupes d'espèces rivales, selon cette étude originale publiée dans les Actes de l'Académie des sciences américaine (PNAS). Avec une implication clinique et thérapeutique, l'exploitation de bactériophages « naturels » pour traiter les infections bactériennes peut échouer lorsque les espèces bactériennes interagissent « intelligemment ».
Cette équipe de biologistes du Dartmouth College explique ainsi pourquoi une partie des efforts déployés pour lutter contre les bactéries pathogènes en exploitant leurs prédateurs naturels peuvent être vains lorsque plusieurs espèces interagissent.
Le biofilm une forme privilégiée d'interaction
L'étude révèle en effet que les interactions entre plusieurs espèces bactériennes ennemies peuvent en réalité les protéger. Grandir ensemble induit des effets opposés sur les chances de survie de chaque espèce. L'efficacité des bactériophages et des bactéries prédatrices pour tuer les bactéries nocives dépend donc des autres espèces bactériennes présentes.
L’exemple est donné avec la bactérie intestinale Escherichia coli, qui entourée de colonies serrées de Vibrio cholerae – la bactérie responsable du choléra- est également protégée par ces mêmes colonies contre la bactérie Bdellovibrio bacteriovorus qui se nourrit des 2 espèces individuellement, mais qui, dans une telle situation ne peut qu’attaquer l’enveloppe externe de V. cholerae et est incapable d’atteindre E. coli qui est donc indemne.
« Lorsque nous avons réuni ces espèces, nous avons observé la formation d’un biofilm avec des conséquences directes sur l’efficacité de l'utilisation de phages et de bactéries prédatrices pour les tuer ».
Un nouveau défi pour le développement d'antimicrobiens : ces antimicrobiens, justement basés sur des bactéries ou des virus tueurs de bactéries ou bactériophages qui peuvent être plus efficaces que les antibiotiques pour pénétrer dans les colonies bactériennes ou les biofilms, se heurtent ici à un mécanisme de défense inattendu explique, l’un des auteurs, Carey Nadell, professeur de sciences biologiques au Dartmouth College.
« Notre travail souligne l'importance d'étudier d'autres types de biofilms multi-espèces. Nous sommes convaincus que ce que nous avons observé peut s’appliquer à d'autres combinaisons bactériennes ».
Source: Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) 2 Feb, 2023 DOI: 10.1073/pnas.2212650120 Breakdown of clonal cooperative architecture in multispecies biofilms and the spatial ecology of predation
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