Risques émergents de la résistance aux antimicrobiens et de la thérapie par les phages

La résistance antimicrobienne (RAM) est un gros souci pour la santé publique dans le monde entier. Ça arrive quand les bactéries changent et deviennent résistantes aux médicaments utilisés pour traiter les infections. Un des gros problèmes, c'est les bactéries multi-résistantes (BMR), qui sont compliquées à soigner parce qu'elles résistent à de nombreux antibiotiques. Pour régler ce problème, les scientifiques cherchent d'autres manières de traiter les infections, et l'une d'elles s'appelle la Thérapie par les phages.

#C'est quoi la thérapie par les phages ?

La thérapie par les phages utilise des virus qui attaquent et tuent spécifiquement les bactéries, appelés bactériophages ou phages. Cette méthode n'est pas nouvelle ; elle a été utilisée avant la découverte des antibiotiques. Dernièrement, il y a eu un regain d'intérêt pour cette approche parce qu'elle a montré des résultats prometteurs dans le traitement d'infections graves causées par des bactéries MDR. Plusieurs études rapportent des résultats positifs avec la thérapie par les phages. Mais un souci se pose quand les bactéries évoluent pour résister à ces phages, rendant le traitement moins efficace.

#Comment les bactéries résistent aux phages

Les bactéries peuvent développer une résistance aux phages de plusieurs manières. Une méthode courante est à travers des mutations, qui peuvent entraîner la perte des récepteurs que les phages utilisent pour entrer dans les bactéries. En plus, certaines bactéries peuvent acquérir des systèmes de défense qui les aident à repousser les phages. Ces dernières années, de nombreux nouveaux systèmes de défense ont été découverts. Ces systèmes peuvent être regroupés selon leurs mécanismes de détection des infections par les phages.

Les chercheurs ont remarqué que ces systèmes de défense se trouvent souvent proches les uns des autres dans ce qu'on appelle des "îles de défense". Ce regroupement a facilité la découverte de nouveaux systèmes. Le conflit continu entre les bactéries et les phages est évident par le nombre de systèmes de défense qui existent dans les génomes bactériens.

#Les Intégrons : un acteur clé dans la résistance

Les intégrons sont des éléments génétiques importants dans les bactéries qui les aident à s'adapter à leur environnement. Ils fonctionnent comme des systèmes de stockage qui peuvent capturer et retenir de nouveaux gènes. Ces gènes sont souvent utiles pour la survie, surtout dans des environnements difficiles. Les intégrons sont constitués d'une partie centrale qui contient un gène pour intégrer de nouveaux gènes et d'une partie variable où les nouveaux gènes sont stockés.

Un type spécifique d'intégrons, appelés intégrons mobiles (IM), est souvent lié à d'autres éléments génétiques mobiles. Cette connexion permet un partage facile des gènes entre les bactéries. Au départ, les intégrons mobiles ont été trouvés chez des bactéries spécifiques montrant une résistance aux médicaments dans les années 1950. Maintenant, ils sont courants dans de nombreuses bactéries dangereuses, portant de nombreux gènes de résistance contre divers antibiotiques.

Étrangement, certains des cassettes de gènes trouvées dans les intégrons mobiles ne sont toujours pas comprises. Les chercheurs pensent que ces cassettes de gènes inconnues pourraient jouer des rôles importants dans la survie bactérienne. Étant donné l'importance de la prédation par les phages, les scientifiques enquêtent pour savoir si ces cassettes inconnues incluent des gènes qui défendent contre les phages.

#Recherche sur les systèmes de défense contre les phages

Dans des études récentes, les scientifiques ont sélectionné plusieurs de ces cassettes de gènes inconnues dans une base de données. Ils ont utilisé des techniques de clonage pour voir si ces cassettes pouvaient conférer une résistance aux phages. Plusieurs programmes informatiques ont prédit que certaines de ces cassettes pourraient être impliquées dans la défense bactérienne contre les phages.

Grâce à des tests en laboratoire utilisant différents phages, les chercheurs ont pu identifier de nouveaux systèmes de défense contre les phages. Ils ont nommé ces nouveaux systèmes Cassettes d'Intégrons de Défense contre les Phages (CIDP). Chaque CIDP identifié a montré la capacité de protéger les bactéries contre au moins un type de phage, et il a été confirmé qu'ils faisaient partie de cassettes d'intégrons fonctionnels, ce qui signifie qu'ils pouvaient se déplacer entre différentes bactéries.

#L'impact des CIDP dans d'autres bactéries

Des recherches supplémentaires ont démontré que les CIDP identifiés protègent non seulement E. coli mais fournissent également une résistance dans d'autres pathogènes significatifs comme K. pneumoniae et P. aeruginosa. Cela montre que les CIDP peuvent se transférer entre les bactéries et potentiellement influencer la propagation de la résistance aux phages dans divers pathogènes.

Les chercheurs ont également découvert que différentes combinaisons de CIDP pouvaient travailler ensemble. En mélangeant différents CIDP dans un cadre de laboratoire, ils ont trouvé que la protection contre plusieurs phages pouvait augmenter. Par exemple, certaines associations de CIDP pouvaient offrir une forte protection contre des phages spécifiques tout en maintenant la résistance aux antibiotiques.

#Comprendre le coût de la résistance

Bien avoir plusieurs systèmes de défense est bénéfique, ça peut aussi avoir un coût pour les bactéries. Les intégrons peuvent accumuler ces défenses, mais le poids de porter plusieurs systèmes de résistance peut influencer négativement la fitness des bactéries. Dans des études, les impacts sur la fitness des différents CIDP variaient beaucoup. Certains systèmes avaient peu ou pas de coût, tandis que d'autres réduisaient considérablement la capacité des bactéries à prospérer et à se reproduire.

Les chercheurs ont réalisé des expériences pour mesurer comment différents CIDP affectaient la fitness d'E. coli et de K. pneumoniae. Selon le fond génétique, la présence de certains CIDP pouvait soit améliorer, soit nuire à la fitness des bactéries. Ces effets sur la fitness sont cruciaux pour comprendre comment les systèmes de résistance se propagent parmi les populations bactériennes.

#Implications pour la thérapie par les phages

Les découvertes sur les CIDP et leur rôle dans les systèmes de défense bactérienne ont des implications importantes pour la thérapie par les phages. Étant donné que la thérapie par les phages a suscité de l'intérêt comme traitement alternatif contre les infections résistantes aux antibiotiques, comprendre comment les bactéries résistent aux phages est crucial.

La présence de systèmes de défense dans les intégrons mobiles suggère que les bactéries peuvent s'adapter rapidement à la pression exercée par les phages. Si la thérapie par les phages devient une méthode de traitement plus courante, la capacité des bactéries à acquérir rapidement des mécanismes de résistance pourrait compliquer l'efficacité de ces thérapies.

#La course aux armements continue

La lutte entre les bactéries et leurs phages est une bataille sans fin. À mesure que de nouveaux systèmes de résistance sont découverts, il est clair que la course aux armements entre ces deux entités va continuer. Les intégrons, avec leur capacité à rassembler et partager des gènes de défense, jouent un rôle central dans cette dynamique. L'étude de ces systèmes sera cruciale pour élaborer des stratégies efficaces pour tirer parti de la thérapie par les phages dans la lutte contre la résistance aux antibiotiques.

#Conclusion

En résumé, la résistance antimicrobienne est un défi urgent pour la santé publique qui pousse les chercheurs à chercher des méthodes de traitement alternatives comme la thérapie par les phages. La découverte de nouveaux systèmes de défense contre les phages dans les intégrons montre que les bactéries ont des moyens sophistiqués de résister non seulement aux antibiotiques mais aussi aux phages. Comprendre ces mécanismes sera essentiel pour mettre en œuvre avec succès la thérapie par les phages et garantir son efficacité contre le problème croissant des bactéries résistantes aux antibiotiques.

Au fur et à mesure que le domaine évolue, des recherches continues sur la relation entre les phages, les bactéries et les éléments génétiques mobiles seront vitales pour façonner les futures approches médicales pour traiter les infections et gérer la résistance.