Le cuivre est devenu un allié dans la bataille contre les bactéries résistantes aux antibiotiques. Les liquides de sulfate de cuivre, par exemple, sont utilisés depuis les années 1700 pour contrôler les infections fongiques dans les vignobles, les vergers et de nombreux autres types de milieux agricoles. Les surfaces en cuivre sont désormais souvent utilisées dans les soins de santé pour aider à garder les installations stériles. Mais trop d'une bonne chose peut créer le problème même qu'il essaie de résoudre.
Selon de nouvelles recherches publiées dans Evolution, Medicine and Public Health, les microbiologistes de l'UCLA ont constaté que l'utilisation des antimicrobiens en cuivre peut également entraîner une résistance aux antibiotiques chez les bactéries. Cependant, la résistance diminue rapidement sans exposition au cuivre, ce qui suggère que le cuivre pourrait aider à réduire la résistance aux antibiotiques s'ils étaient alternés avec d'autres mesures.
« Certaines recherches publiées montrent que le passage au cuivre ne résout pas nécessairement le problème de résistance aux antibiotiques. Nous voulions savoir ce qui allait arriver aux bactéries dans des environnements où la forte utilisation du cuivre, telles que les pesticides à base de cuivre et les fongicides de l'agriculture, exercerait une pression évolutive sur les bactéries au fil du temps », a déclaré le premier auteur de la SADA Boyd-Vorsah, qui a mené la recherche en tant que chercheur postdoctoral. « Nous avons constaté que les bactéries qui évoluent la résistance au cuivre deviennent également résistantes aux antibiotiques, peut-être parce qu'elles utilisent des voies biologiques qui les aident à résister au cuivre pour résister également aux antibiotiques. »
Les souches de bactéries qui ne peuvent pas être tuées par les antibiotiques représentent une menace sérieuse pour la capacité de la médecine à traiter les maladies infectieuses. Des souches résistantes émergent parce que quelques individus dans une population bactérienne survivent inévitablement à un solide cours d'antibiotiques et transmettent aux générations suivantes les traits qui les ont aidés à rester en vie. Ce processus, que les biologistes appellent la sélection naturelle, garantit que les traits qui aident les individus à survivre et à se reproduire deviendront suffisamment courants pour que la population puisse persister face à la pression de l'environnement.
Comme les antibiotiques, tout ce qui est utilisé pour tuer des microbes, qui sont des organismes comme les bactéries, les virus, les levures et les champignons, peuvent créer un environnement hostile qui entraîne une résistance. Cela peut inclure des produits chimiques, des métaux, une chaleur extrême et un froid.
« Dans des recherches antérieures, notre laboratoire a montré que la voie qui aide les bactéries à gérer un facteur de stress très ancien, qui est une température extrême, pourrait être la voie avec laquelle ils traitent des antibiotiques », a déclaré l'auteur correspondant Pamela Yeh, qui est professeur d'écologie et de biologie évolutive de l'UCLA. « Parce que cette voie a évolué il y a longtemps, elle est probablement commune à de nombreux types de bactéries. »
Méthodologie pour l'étude
L'équipe a grandi des colonies de E. coli Les bactéries dans les boîtes de Pétri et les ont exposées au sulfate de cuivre, qui est un désinfectant commun et un fongicide. Seulement 8 des 50 populations d'origine ont survécu, et les générations ultérieures ont été cultivées à partir de celles-ci et exposées à nouveau au cuivre pour développer des populations résistantes au cuivre. Ensuite, ils ont testé les bactéries résistantes au cuivre avec une variété d'antibiotiques courants et ont constaté qu'ils résisaient également aux antibiotiques.
L'analyse génétique a montré que les bactéries résistantes au cuivre avaient évolué 477 mutations génétiques qui n'ont pas été trouvées dans les populations témoins. Certaines de ces mutations étaient, sans surprise, sur les gènes associés à la résistance aux métaux, mais pas à la résistance aux antibiotiques. Le résultat soutient la découverte précédente du Yeh Lab selon laquelle les bactéries utilisent les mêmes voies pour faire face à plusieurs facteurs de stress et indiquent que la résistance aux antibiotiques peut être entraînée par des pressions environnementales autres que les antibiotiques seuls.
« Même si les antimicrobiens en cuivre deviennent de plus en plus courants, les bactéries résistantes au cuivre ne sont pas encore courantes. Mais il est utile de savoir que s'ils deviennent résistants au cuivre, ils seront probablement également résistants aux antibiotiques. Le cuivre est toujours un excellent antimicrobien, mais (nous) devons simplement être conscients (de notre utilisation, car nous ne voulons pas finir avec une situation similaire à celle-ci maintenant » qui est maintenant professeur adjoint invité à la Winston-Salem State University.
À la surprise des chercheurs, cependant, les bactéries ont commencé à perdre leur résistance après seulement sept jours sans exposition au cuivre. Dans certaines populations, la résistance est tombée mais restait élevée, tandis que dans d'autres, elle tombait aux niveaux de base, montrant qu'il y avait une certaine variabilité génétique entre les populations résistantes.
En alternant l'utilisation du cuivre avec d'autres antimicrobiens, il devrait être possible de les utiliser pour contrôler les microbes sans conduire, a déclaré les chercheurs. Bien que la recherche ait été effectuée dans E. coliles chercheurs ont déclaré que le découverte s'applique probablement à de nombreux autres types de bactéries.
« Je ne vois aucune raison pour laquelle nous ne nous attendrions pas à ce que ce soit probablement un schéma généralisable qui pourrait être trouvé dans beaucoup, peut-être même tous, des espèces de bactéries parce que les mécanismes qui confèrent la résistance sont probablement évolutifs très anciens », a déclaré Yeh.
