L'étude la plus détaillée à ce jour sur les mécanismes par lesquels un type commun de bactérie, Staphylocoque dorés'adapte à la vie sur le corps humain, pourrait contribuer à améliorer la prévention, le diagnostic et le traitement de certaines infections.
L'étude, menée par le Wellcome Sanger Institute, l'Université de Cambridge, l'Institut de biomédecine de Valence (IBV) du Conseil national espagnol de la recherche (CSIC) et leurs collaborateurs, a impliqué l'utilisation des génomes de milliers de S. aureus des isolats cultivés à partir du nez humain et sur la peau pour étudier quels gènes sont importants pour que les bactéries s'adaptent et persistent.
Publié aujourd'hui (13 janvier) dans Communications naturellesils ont utilisé une nouvelle approche d'analyse du génome des bactéries provenant de porteurs humains, pour mettre en évidence exactement comment ces bactéries s'adaptent dans leur habitat naturel. Cela a révélé des mutations clés qui permettent à certaines souches d’échapper au système immunitaire humain et de devenir résistantes aux antibiotiques.
Cette analyse génétique à grande échelle a révélé plusieurs gènes et voies biologiques dont on ne savait pas auparavant qu'ils étaient impliqués dans S. aureus colonisation.
Des recherches plus approfondies sont désormais nécessaires pour comprendre pleinement le rôle qu'elles jouent dans la colonisation humaine et s'il existe un moyen de cibler ces voies à l'avenir pour aider à prévenir, diagnostiquer ou traiter les infections causées par S. aureus.
Les bactéries se trouvent généralement dans ou sur le corps sans causer de dommages, ce que l'on appelle la colonisation. L'un d'eux est S. aureus, un type courant de bactérie que l'on peut trouver dans le nez de jusqu'à 30 pour cent de la population mondiale ainsi que sur la peau ou dans l'intestin.
Cependant, chez les personnes dont le système immunitaire est affaibli, S. aureus peut pénétrer dans la circulation sanguine et provoquer des infections. Celles-ci peuvent aller d’infections bénignes de la peau et des tissus mous à des infections plus graves, notamment la septicémie et la pneumonie.
Cette nouvelle étude est la première fois que des chercheurs effectuent une analyse génétique à grande échelle de S. aureus à partir d’échantillons de porteurs humains, au lieu d’observer les bactéries en laboratoire.
L'équipe internationale a analysé les génomes de plus de 7 000 S. aureus des échantillons obtenus auprès de plus de 1 500 porteurs humains pour identifier les changements génétiques provenant de la bactérie alors qu'elle se trouvait dans son environnement naturel. Grâce à une analyse informatique, ils ont pu identifier les changements génétiques récurrents chez les bactéries qui auraient pu contribuer à la survie pendant la colonisation humaine.
Les chercheurs ont identifié des changements dans les gènes associés au métabolisme de l'azote, ce qui suggère qu'il s'agit d'un processus métabolique clé nécessaire à la colonisation des humains par S. aureus. Ils ont également identifié des mutations dans les gènes qui pourraient influencer la manière dont les bactéries interagissent avec les cellules humaines et le système immunitaire.
Les chercheurs ont découvert que certains S. aureus Les souches présentent des mutations dans les gènes impliqués dans la régulation des facteurs utilisés par les bactéries pour échapper au système immunitaire humain, mettant peut-être en évidence une stratégie d'évasion du système immunitaire. Les chercheurs suggèrent également que ces souches bactériennes pourraient utiliser des facteurs sécrétés par d'autres souches bactériennes pour coloniser les humains sans les produire elles-mêmes – ce qu'ils appellent des cellules « tricheuses ».
De plus, cette étude a confirmé que S. aureus acquiert des mutations de résistance aux antibiotiques tels que l'acide fusidique, la mupirocine et le triméthoprime.
Dans l'ensemble, cette nouvelle recherche révèle des processus biologiques clés qui S. aureus emploie pour survivre chez les humains. L’étude de l’évolution et de l’adaptation génétique des bactéries dans leur environnement naturel, que ce soit lors de la colonisation asymptomatique de leurs porteurs ou lors de l’établissement et de l’évolution d’infections, peut contribuer à améliorer la prévention, le diagnostic et le traitement des maladies.
Comprendre comment les bactéries réagissent aux traitements antibiotiques a permis d'identifier les changements génétiques qui leur permettent de survivre à l'attaque des antibiotiques. Ces mutations peuvent être utilisées comme marqueurs diagnostiques, ainsi que pour concevoir de nouvelles stratégies thérapeutiques et une utilisation plus rationnelle et efficace des antibiotiques. Des études sur l’adaptation bactérienne comme celle-ci pourraient également révéler des mécanismes d’évasion immunitaire – comment les bactéries s’adaptent pour échapper à la reconnaissance et aux attaques de notre système immunitaire. Cela pourrait aider à identifier de nouveaux antigènes, composants des bactéries que le système immunitaire reconnaît comme étrangers ou dangereux, et à concevoir de nouveaux vaccins. »
M. Francesc Coll, premier auteur de l'Institut de biomédecine de Valence au Conseil national espagnol de recherches (CSIC)
Le Dr Ewan Harrison, auteur principal du Wellcome Sanger Institute, a déclaré : « Tandis que Staphylocoque doré les bactéries sont inoffensives pour de nombreuses personnes, mais pour d’autres, elles peuvent provoquer des infections potentiellement mortelles. Notre étude donne une nouvelle compréhension détaillée de la façon dont ces bactéries s’adaptent et évoluent afin de survivre sur et dans leurs porteurs humains au niveau génétique. Grâce à notre nouvelle analyse, nous avons pu étudier ces souches dans leur habitat naturel ; mettant en évidence des mutations jusqu'alors inconnues qui donnent certaines Staphylocoque doré tend le dessus. Nous espérons que des recherches plus approfondies sur les voies que nous avons découvertes contribueront à améliorer la prévention, le diagnostic et le traitement des infections causées par ces bactéries. »
