Quand les bactéries s'adaptent à des nouveaux antimicrobiens

Publié par Isabelle le 20/12/2019 à 14:00
Source: INRA
L'émergence de résistances aux antibiotiques compromet les traitements actuels, incitant à l'identification de nouvelles cibles d'agents antibactériens. Ainsi, pour vaincre les souches multi-résistantes de la bactérie pathogène Staphylococcus aureus, une nouvelle classe d'antibiotiques est en développement. Des chercheurs de l'Inra, en collaboration avec des scientifiques de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) Cochin (Inserm/ CNRS/Université de Paris), remettent en cause le rationnel du choix de cette cible. Leurs résultats, parus dans Cell Reports le 17 décembre 2019, montrent comment un hôte infecté, bien que traité par ce type d'antibiotique (Un antibiotique (du grec anti : « contre », et bios : « la vie ») est une molécule qui détruit ou...), fournit aux bactéries des moyens pour y échapper (1).


Schéma montrant l'adaptation de Staphylococcus aureus lors d'un traitement aux anti-FASII. La bactérie contourne l'action de l'antibiotique en utilisant les acides gras de l'hôte.
© Inra, Alexandra Gruss

Le développement de nouveaux antibiotiques pour contrer l'émergence alarmante de l'antibiorésistance présente des enjeux médicaux et socio-économiques considérables, autant en cas de réussite qu'en cas d'échec. Le staphylocoque doré (Le staphylocoque doré (Staphylococcus aureus) est l'espèce la plus pathogène du genre Staphylococcus. Elle est responsable d'intoxications alimentaires, d'infections localisées suppurées, et dans certains cas...) (Staphylococcus aureus) est une bactérie pathogène (Le terme pathogène (du grec παθογ?νεια ! « naissance de la douleur »)...) opportuniste de l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est appelé un garçon,...) et de l'animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de substances organiques. On...). Sa capacité à échapper à l'action des antibiotiques couramment utilisés, par exemple par mutation (2), est en partie responsable des risques associés aux infections par S. aureus. Des molécules en développement, appelées anti-FASII ciblent les enzymes de la voie de synthèse des acides gras, des constituants essentiels de la membrane bactérienne. Le choix de ces cibles est basé sur le postulat que S. aureus requiert ses propres acides gras pour constituer sa membrane. De nombreuses études attestent de l'efficacité des anti-FASII contre des infections à S. aureus.

Dans cette nouvelle étude, les scientifiques montrent une faille dans cette stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie « conduire » - est :): lors d'une infection, les staphylocoques contournent l'action de l'antibiotique anti-FASII et se multiplient. Comment interpréter ces résultats contradictoires avec des publications attestant de leur efficacité ? Une clé est dans la méthodologie des modèles expérimentaux utilisés. En effet, dans les précédents protocoles, les anti-FASII sont administrés seulement quelques minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de...) à quelques heures (L'heure est une unité de mesure  :) après l'infection. Cet intervalle très court ne reflète pas les conditions réelles de la dissémination des bactéries chez une personne infectée. Le traitement d'un patient (Dans le domaine de la médecine, le terme patient désigne couramment une personne recevant une attention médicale ou à qui est prodigué un soin.) se fait après l'apparition des symptômes, qui apparaissent plusieurs jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa...) après l'infection. Pendant ce temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de latence, entre l'infection et le traitement, les bactéries s'adaptent à leur environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels,...) (sang, tissus).

Lors de leur étude, l'équipe scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) a constaté que S. aureus survit à un traitement anti-FASII dans un milieu mimant des conditions physiologiques d'infection, alors qu'il est sensible dans les milieux de culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :) de laboratoire. L'environnement "hôte" réduirait le stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général d'adaptation, est l'ensemble des réponses d'un organisme soumis à des contraintes environnementales. Dans le langage courant, on parle...) membranaire de la bactérie et faciliterait l'utilisation des acides gras disponibles. La synthèse par la bactérie de ses propres acides gras n'est plus nécessaire et l'inhibition de cette synthèse par l'anti-FASII est alors sans effet. Il s'agit donc d'une adaptation et non d'une résistance: l'antibiotique est fonctionnel mais inefficace pour lutter contre l'infection.

La proportion de nouveaux antimicrobiens qui aboutit à une mise sur le marché pour une utilisation en thérapeutique (La thérapeutique (du grec therapeuein, soigner) est la partie de la médecine qui étudie et applique le traitement des maladies.) est faible. Ces nouveaux résultats soulignent l'importance du choix de la cible de l'antimicrobien, qui ne doit pas pouvoir être contournable chez l'hôte. Il est primordial de respecter un intervalle de temps suffisant entre le temps d'infection et l'administration d'un traitement expérimental lors de sa validation. L'implémentation (Le mot implantation peut avoir plusieurs significations :) de ces points fondamentaux devrait aider à établir un protocole rationalisé et plus efficace de criblage de nouveaux antimicrobiens.

Notes:
(1) Recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le...) soutenue par des programmes DIM-Malinf (financement Ile de France), ANR (financement national), et la FRM (Fondation de recherche médicale).
(2) Lire l'intégralité du communiqué de presse (Un communiqué de presse est un document court envoyé aux journalistes dans le but de couvrir un événement.) du 5 octobre 2016: http://presse.inra.fr/Communiques-de-presse/Staphylocoque-dore


Référence publication:
Permissive Fatty Acid Incorporation in Host Environments Promotes Staphylococcal Adaptation to FASII Antibiotics, Kénanian et al., Cell Reports (2019) https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.11.071
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