Les gènes responsables de la résistance aux antimicrobiens (RAM) peuvent se propager d’un microbe à l’autre via du matériel génétique circulaire appelé plasmides, et ce transfert latéral se produit dans l’intestin. Cette semaine dans Microbiologie appliquée et environnementaledes chercheurs de l'Iowa rapportent que la transmission de certains plasmides AMR peut être inhibée par une source facilement disponible : des suppléments alimentaires en zinc.
C'est la première fois que nous découvrons que le zinc inhibe le processus de transfert de plasmide et qu'à des concentrations plus faibles, il a un effet minimal sur les bactéries.
Melha Mellata, Ph.D., microbiologiste et auteur principal de l'étude à l'Iowa State University
C'est important, a-t-elle déclaré, car tuer les bactéries intestinales pourrait perturber le microbiome, ce qui pourrait avoir des effets néfastes sur la santé d'une personne. « Mais si nous empêchons simplement le transfert de plasmides, nous pouvons alors réduire la propagation de la résistance aux antimicrobiens. »
Les infections par la RAM constituent un problème croissant. Des millions de personnes reçoivent un diagnostic d'infection par la RAM chaque année et 35 000 personnes en meurent, selon les Centers for Disease Control and Prevention. Lorsque les bactéries transfèrent les gènes de la RAM, a déclaré Mellata, elles transfèrent souvent une résistance à plusieurs médicaments, ce qui signifie qu'une personne peut avoir une infection résistante avant même de recevoir des antibiotiques. L’arrêt du transfert de plasmides pourrait contribuer à ralentir la propagation des gènes AMR.
Les chercheurs du laboratoire de Mellata ont étudié le lien entre la santé du microbiome intestinal et la santé globale. Cependant, dans une étude récente, ils ont découvert que lorsque des probiotiques et un vivant Salmonelle vaccin ont été administrés par voie orale aux poulets, le Entérobactéries les bactéries présentes dans l’intestin des animaux contenaient moins de plasmides. Cette observation, a déclaré Mellata, les a incités à envisager de tester d'autres traitements oraux pour inhiber le transfert de plasmide.
Logan Ott, chercheur au laboratoire de Mellata, a dirigé les travaux de l'étude. Lui et une équipe d'étudiants de premier cycle ont collecté des suppléments facilement disponibles pour tester leur capacité potentielle à inhiber le transfert de plasmides. Ils ont dissous les produits dans une solution de test, puis ont effectué des centaines de réactions dans lesquelles des agents pathogènes aviaires ont été détectés. Escherichia coli contenant un plasmide multirésistant conjugué à un plasmide humain exempt de plasmide E. coli isoler.
Ils ont constaté une forte baisse de la transmission plasmidique dans les souches bactériennes supplémentées en zinc, par rapport aux souches bactériennes sans zinc. De plus, des doses plus élevées de zinc étaient corrélées à des niveaux plus faibles de transmission plasmidique. Ces observations étaient prometteuses, a déclaré Ott, mais aussi un peu mystérieuses. Des études antérieures avaient observé que les métaux lourds pouvaient induire le processus de conjugaison conduisant au transfert de plasmide. Le groupe a ensuite utilisé la qPCR pour examiner de plus près comment le zinc affectait le processus au niveau des gènes.
« Nous avons découvert des mécanismes assez uniques sur la manière dont le zinc pourrait réellement induire cette inhibition, alors que la littérature précédente indiquait que nous devrions nous attendre à davantage », a déclaré Ott.
Leur analyse a montré que le zinc a induit une surexpression des gènes de réplication, à tel point qu'il a probablement surchargé et inhibé le processus. Ils ont également découvert que même si le zinc semblait favoriser les gènes responsables de la conjugaison, ce minéral inhibait des protéines spécifiques nécessaires à la construction des structures bactériennes utilisées dans la conjugaison. En conséquence, le processus global de transmission a été bloqué.
Les prochaines étapes, a déclaré Mellata, consistent à tester le transfert de plasmides avec d'autres gènes AMR et à expérimenter avec des modèles animaux pour voir si les résultats de laboratoire sont également valables in vivo. Ott a noté que la compréhension des scientifiques sur la façon dont les bactéries interagissent et partagent des gènes dans l'intestin est mal comprise, et que de futures études pourraient aider à élucider certains de ces mécanismes.
Mellata est particulièrement encouragé par le fait qu'un supplément aussi peu coûteux et facilement disponible – le zinc – puisse jouer un rôle dans la lutte contre une menace émergente. « Parfois, la solution peut consister simplement à utiliser les vieux objets que nous avons déjà dans notre placard », a-t-elle déclaré. « Nous devons juste faire l'effort de le tester. »
