Comment les bactéries déjouent les antibiotiques

Des bactéries pathogènes peuvent survivre dans l'organisme malgré un traitement antibiotique. Cela peut se produire de deux manières : D'une part, les agents pathogènes qui sont génétiquement résistants à la substance active survivent. D'autre part, les bactéries peuvent modifier leur comportement et déjouer ainsi les antibiotiques d'une manière non génétique. Les scientifiques parlent dans ce cas de persistance. Alors que la résistance génétique aux antibiotiques a été largement étudiée, on ne sait jusqu'à présent que peu de choses sur la persistance.

Des bactéries à croissance lente

Des scientifiques de l'ETH Zurich ont maintenant examiné de près cette stratégie de survie des bactéries. En effectuant des essais sur des souris qu'ils ont infectées avec des salmonelles et en utilisant des modèles de calcul, ils ont découvert comment la persistance se développe : Au cours d'une infection bactérienne, les cellules sentinelles du système immunitaire (cellules dendritiques) absorbent une petite partie des agents pathogènes. Ces cellules sentinelles déclenchent ensuite une réaction de défense. Ce qui sert en principe à la lutte du corps contre l'agent pathogène présente toutefois un inconvénient d'un point de vue médical : dans le milieu particulier à l'intérieur des cellules sentinelles, une partie des bactéries enfermées cesse de se multiplier à grande vitesse. "Au lieu de cela, elles tra?nent un peu", dit en souriant Wolf-Dietrich Hardt, professeur de microbiologie et responsable de la recherche. Les antibiotiques sont pratiquement inefficaces contre de telles bactéries qui ne se multiplient que lentement.

Les chercheurs ont infecté des souris avec des salmonelles et les ont traitées avec de la ciprofloxacine, un antibiotique à large spectre fréquemment utilisé. Ils ont isolé des cellules sentinelles des ganglions lymphatiques de l'intestin et y ont trouvé des salmonelles survivantes. Lors de tests, ils ont déterminé leur capacité à se multiplier ainsi que leur sensibilité à l'antibiotique et les ont comparées aux salmonelles de l'intestin des souris.

Il s'est avéré que parmi les salmonelles issues des cellules sentinelles et celles provenant de l'intestin, il y avait aussi bien des salmonelles à croissance rapide, tuées par l'antibiotique, que des salmonelles à croissance lente, que la ciprofloxacine n'a pas pu atteindre. Dans les cellules sentinelles du ganglion lymphatique, la proportion de bactéries à croissance lente et insensibles à l'antibiotique était cependant plusieurs fois plus élevée.

Réaction à des conditions pauvres en nutriments

La raison n'en est pas que les cellules sentinelles auraient une préférence pour l'absorption de bactéries à croissance lente, comme l'ont montré les expériences. Il est plut?t probable que les salmonelles à l'intérieur des cellules sentinelles - probablement en réaction aux conditions pauvres en nutriments qui y règnent - aient modifié leur comportement de reproduction.

Roland Regoes, scientifique à l'Institut de biologie théorique, a en outre pu illustrer dans une analyse des données expérimentales que le taux de multiplication des bactéries dans le ganglion lymphatique diminue de manière spectaculaire pendant le traitement aux antibiotiques. Cela s'explique par le fait que les bactéries qui se divisent rapidement sont tuées par l'antibiotique, ce qui entra?ne un enrichissement des bactéries à croissance lente dans le ganglion lymphatique.

L'infection peut se réactiver

Les bactéries persistantes peuvent se transformer à nouveau en agents pathogènes à croissance rapide au cours d'une infection. Ainsi, une infection peut reprendre après l'arrêt de l'antibiotique. C'est aussi la raison pour laquelle la ciprofloxacine - comme d'autres antibiotiques - doit généralement être prise pendant plusieurs jours, bien qu'elle agisse en réalité en quelques minutes ou heures, explique Hardt.

Les scientifiques de l'ETH peuvent imaginer plusieurs approches pour s'attaquer à la persistance et augmenter ainsi l'efficacité des antibiotiques existants. Dans leur étude, les chercheurs ont montré qu'il était possible de faire en sorte que les cellules sentinelles éliminent les bactéries persistantes à l'aide de certaines substances actives. Mais Hardt évoque également d'autres approches : "Si l'on disposait d'une substance active qui réveille les bactéries persistantes de leur sommeil et les fait passer à une croissance rapide - pendant laquelle elles réagissent aux antibiotiques - on pourrait la combiner avec un antibiotique". Ou bien on pourrait chercher une substance active qui tue spécifiquement les bactéries persistantes. Pour ces deux dernières approches, il n'existe actuellement aucune substance. Si les pharmaciens en découvrent un jour, il serait alors possible de tester leur efficacité avec leurs expériences, soulignent les scientifiques de l'ETH.