Comment les salmonelles coexistent dans l'intestin et échangent des résistances aux antibiotiques

Les bactéries deviennent de plus en plus résistantes aux antibiotiques courants. L'échange de résistances entre des souches bactériennes étroitement apparentées est un facteur clé à cet égard. Lorsque des bactéries apparentées se rapprochent, elles peuvent se transmettre des informations pour rendre les antibiotiques inefficaces. Malheureusement, notre intestin semble offrir un environnement idéal pour cet échange. Jusqu'à présent, on ne savait pas pourquoi.

Selon la théorie classique, un tel échange ne devrait en effet que difficilement avoir lieu. En effet, les interactions entre microbes empêchent normalement les souches bactériennes étroitement apparentées de s'installer simultanément dans l'intestin.

L'intestin des mammifères abrite des milliers d'espèces de bactéries qui interagissent étroitement entre elles et forment une communauté densément peuplée - le microbiome intestinal. Cette communauté fournit à son h?te des fonctions importantes, dont la défense contre les agents pathogènes. Dans un intestin sain, les micro-organismes résidents empêchent l'installation d'agents pathogènes intestinaux de différentes manières, par exemple en se faisant concurrence pour une nourriture limitée. Selon la "théorie de l'exclusion de niche", il est donc très difficile pour des bactéries de la même espèce de se multiplier dans un intestin déjà colonisé, car elles sont en concurrence avec leurs congénères établis pour les mêmes molécules nutritives.

Une stratégie de colonisation des bactéries intestinales

"Mais des résultats récents remettent en question cette théorie, car ils montrent que certaines espèces de bactéries intestinales peuvent coexister avec leurs semblables dans l'intestin", explique Ersin Gül, post-doctorant dans le groupe de Wolf-Dietrich Hardt, professeur de microbiologie à l'ETH Zurich et membre du P?le de recherche national Microbiomes. Cela a placé les chercheurs devant une énigme : comment des populations bactériennes étroitement apparentées ayant des besoins alimentaires similaires peuvent-elles coexister dans l'intestin et échanger par la suite des informations ? Et est-il possible de prédire cette cohabitation à partir du génome bactérien ?

Pour faire la lumière sur ce sujet, l'équipe de Hardt a étudié la dynamique de la cohabitation des bactéries dans l'intestin de souris. "Nous voulions comprendre comment un groupe de bactéries secondaires peut prospérer lorsque des bactéries résidentes étroitement apparentées occupent déjà la niche", rapporte Gül, premier auteur de la dernière étude du Hardt Lab. L'équipe a étudié le comportement de salmonelles pathogènes, qui provoquent des infections alimentaires et des diarrhées, ainsi que celui de bactéries inoffensives. E. coli souches proches de la salmonelle. Les résultats ont été récemment publiés dans la revue page externeCellule h?te & microbe publié.

Ce que nous mangeons est décisif

Comme l'ont découvert les chercheurs, ces bactéries utilisent différentes ressources alimentaires lorsqu'elles colonisent seules l'intestin. Elles ne peuvent toutefois s'associer qu'à d'autres salmonelles ou à des E. coli Des populations prospèrent ensemble lorsqu'une population dispose d'une source de nourriture (ici le galactose ou l'arabinose) que l'autre ne peut pas utiliser. Il semble qu'il y ait derrière cela une stratégie métabolique des salmonelles pour permettre la coexistence et se propager dans un intestin déjà occupé.

Les résultats mettent en évidence la grande influence de l'alimentation. Dans des expériences menées sur des souris, les chercheurs ont montré que l'ajout de telles molécules alimentaires "à usage privé" permettait l'infection simultanée de deux populations de salmonelles et favorisait ainsi la transmission de résistances.

Selon les auteurs, notre alimentation pourrait également contribuer involontairement à la propagation de la résistance aux antibiotiques, les sources de nutriments favorisant sélectivement la croissance conjointe de certaines populations bactériennes.

Nouvelles approches contre les infections bactériennes

Ces résultats sont peut-être aussi pertinents pour les bonnes bactéries présentes dans nos intestins : Car il est possible que celles-ci appliquent la même stratégie de colonisation. "Notre étude suggère que de petites différences dans la capacité métabolique déterminent quelles souches d'une espèce sont en compétition et lesquelles pourraient se développer ensemble", explique Gül.

En outre, les découvertes ouvrent des perspectives intéressantes pour des approches dont le besoin est urgent contre la résistance aux antibiotiques et pour la promotion d'un microbiome intestinal sain. "Les thérapies du microbiome pourraient bénéficier des connaissances sur ces voies métaboliques alternatives", estime Gül.

Hardt ose une comparaison : "Le principe découvert est un peu comme le décryptage des hiéroglyphes de la première phrase de la pierre de Rosette - à l'avenir, nous pourrions peut-être être en mesure de prédire systématiquement, à partir des génomes bactériens, si deux souches peuvent coexister et échanger de l'ADN, et quels aliments favoriseraient ce phénomène", s'enthousiasme-t-il.