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La résistance aux antibiotiques se répand rapidement

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La résistance aux antibiotiques peut se propager rapidement au sein de la communauté bactérienne, et même entre différentes espèces. Les plasmides, ces morceaux d'ADN qui renferment les gènes de résistance, sont en effet transmis facilement d'une bactérie à l'autre.

La résistance aux antibiotiques se transmet facilement entre différentes espèces bactériennes... © Domaine public
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La résistance des bactéries aux antibiotiques est l'un des enjeux majeurs de ce début de XXIe siècle. Si de plus en plus de microorganismes deviennent résistants aux antibiotiques les plus couramment utilisés, certains deviennent même des superbactéries, du fait de leur capacité à résister à tous les antibiotiques actuellement connus.

Les scientifiques savent déjà que ce problème vient pour une grande part de la mauvaise utilisation des antibiotiques par les médecins, qui les prescrivent parfois à tort, ou par les patients, qui ne suivent pas correctement le traitement. Mais les bactéries elles-mêmes ont développé des astuces pour résister aux antibiotiques et surtout pour partager leurs résistances en les offrant généreusement à leurs homologues.

Des gènes de résistance sur un ADN mobile

Pour résister à des molécules dangereuses pour elles, les bactéries ont acquis ce que l'on appelle des « gènes de résistance ». Ce sont des morceaux d'ADN codant pour des protéines qui pourront contrecarrer l'action de ces substances étrangères et nocives. Puisqu'il existe plusieurs familles d'antibiotiques, agissant de façons différentes, il existe également différentes sortes de protéines protectrices. Certaines dégradent la molécule, d'autres encore l'empêchent de pénétrer dans la cellule ou d'agir sur la cible...

Ces différents gènes, qui ne sont pas essentiels à leur survie dans la nature, ne sont pas à proprement parler situés dans le génome. Ils prennent place sur un petit morceau d'ADN circulaire, que l'on appelle plasmide, contenu dans la cellule à côté du chromosome bactérien. Bien qu'il soit répliqué par la machinerie cellulaire, à l'image du chromosome, le plasmide s'en différencie car il peut être transmis à d'autres bactéries par transfert horizontal.

Le mécanisme de conjugaison permet de transférer de l'ADN plasmidique circulaire entre deux cellules non parentes, et donc de transmettre des gènes de résistance aux antibiotiques. © Björn Norberg

Comment le plasmide passe d'une bactérie à l'autre ? Par un pont

Opposé au transfert vertical, qui correspond à la transmission du patrimoine génétique de la cellule mère aux cellules filles, le transfert horizontal s'effectue entre deux bactéries non parentes. Si plusieurs mécanismes de transfert existent (dont la transduction et la transformation), l'un d'eux, le mécanisme de conjugaison, s'effectue grâce à la formation d'un pilus, une sorte de pont qui relie les deux cellules. Un seul des deux brins du plasmide circulaire (qui est un ADN double brin) est clivé afin qu'il circule sous forme linéaire à l'intérieur du pilus pour atteindre le cytoplasme de la cellule acceptrice. Arrivé à destination, le deuxième brin de l'ADN plasmidique simple brin est synthétisé et recircularisé, un mécanisme qui s'opère également dans la cellule donneuse.

Les gènes de résistance peuvent ainsi se transmettre rapidement d'une bactérie à l'autre, mais on ignorait encore jusqu'à quel point. Pour comprendre l'étendue de ces transmissions, des scientifiques de l'Université de Göteborg ont analysé les séquences de différents ADN plasmidiques retrouvés dans une variété de bactéries, grâce à des techniques couramment utilisées pour évaluer l'évolution des espèces.

Le plasmide se modifie pour s'adapter à une nouvelle bactérie

Ils se sont ainsi intéressés particulièrement au plasmide IncP-1, très répandu, dont 25 séquences ont été comparées. Selon les résultats parus dans la revue Nature Communications, ils ont constaté que les plasmides possèdent des séquences différentes, adaptées à celles des bactéries dans lesquelles ils sont retrouvés. Ainsi, les plasmides accumulent des mutations pour s'adapter à des espèces bactériennes très différentes. Les chercheurs ont également mis en évidence la présence de recombinaisons, au point de mener à l'obtention de plasmides puzzles, qui contiennent des morceaux de plasmides de différentes origines.

« C'est pourquoi il importe peu dans quel environnement, dans quelle partie du monde ou dans quelle espèce bactérienne la résistance apparaît. Les gènes de résistance peuvent être transportés relativement facilement de l'environnement original à la bactérie qui infecte les humains, au travers des plasmides IncP-1, ou d'autres plasmides aux propriétés similaires », explique Malte Hermansson de l'Université de Göteborg. Une découverte qui ne calmera vraisemblablement pas l'inquiétude du monde médical, en manque d'antibiotiques efficaces.