Les coupables génétiques responsables de la propagation de la résistance multidrogue (MDR) dans les bactéries ont été identifiés par de nouvelles recherches cartographiant 100 ans d'évolution bactérienne.
Des experts du Wellcome Sanger Institute, de l'Université de Bath, de la UK Health Security Agency (UKHSA) et de leurs collaborateurs ont analysé plus de 40 000 plasmides d'échantillons bactériens historiques et actuels prélevés sur six continents, le plus grand ensemble de données du genre.
Les plasmides sont des structures transférables dans les bactéries qui permettent aux différentes souches de partager des informations génétiques. Dans cette étude, publiée aujourd'hui (25 septembre) ScienceLes chercheurs ont constaté qu'une minorité de plasmides provoque la majeure partie de la résistance multidrogue dans le monde. À l'avenir, le développement de moyens pour les cibler pourrait conduire à de nouvelles thérapies pour lutter contre les infections résistantes au traitement dans le monde.
Actuellement, les infections résistantes au traitement provoquent au moins un million de morts dans le monde chaque année, ce nombre devrait augmenter. Alors que certaines bactéries et champignons portent naturellement des gènes de résistance aux antimicrobiens (AMR), l'émergence et la propagation des gènes MDR et AMR ont été systématiquement liées à l'utilisation d'antibiotiques.
Dans cette étude, les chercheurs ont pu analyser des échantillons bactériens dès 1917, à une époque avant la découverte d'antibiotiques. L'équipe a constaté que les plasmides ancestraux qui deviennent des écarts mondiaux de gènes AMR ne contenaient pas initialement de gènes de résistance. Ils ont évolué pour gagner cette résistance à mesure que l'utilisation d'antibiotiques augmentait. Leurs descendants, un groupe relativement petit de plasmides modernes, confèrent désormais une résistance aux antibiotiques de première ligne et de dernier contrat, ce qui en fait une menace énorme pour la santé humaine.
En plongeant dans les 100 dernières années d'histoire bactérienne, l'équipe a également développé un modèle d'évolution des plasmides, mettant en évidence les trois voies distinctes que les plasmides peuvent emprunter.
Les plasmides modernes qui contiennent des gènes MDR sont passés de deux de ces voies. Soit ils ont été formés par des gènes AMR insérés dans une structure plasmidique existante, soit ces plasmides étaient le résultat d'une fusion avec un autre plasmide. Les plasmides formés par la fusion sont également hautement transférables entre différentes espèces de bactéries.
Comme ces plasmides se trouvent à travers de multiples espèces bactériennes différentes, le développement de moyens de cibler les plasmides porteurs d'AMR pourrait conduire à de nouvelles thérapies pour lutter contre les infections multiples résistantes au traitement dans le monde.
De plus, le modèle développé pour expliquer les 100 dernières années d'évolution pourrait aider à prédire comment se dérouler les 100 prochaines années. Cela pourrait aider à prédire les épidémies et les schémas de maladies infectieuses et être utilisée pour éclairer les stratégies de santé publique pour arrêter la propagation des maladies infectieuses.
Le Dr Adrian Cazares, premier auteur du Wellcome Sanger Institute, a déclaré: « Les plasmides sont des moteurs clés de la survie bactérienne contre les antibiotiques. Les résultats montrent que l'utilisation généralisée d'antibiotiques a fondamentalement remodelé le paysage génétique des plasmides, et la façon dont les bactéries luttent contre le traitement antimicrobien, et sont un rappel brutal que nos actions ont un impact profond et durable sur l'évolution bactérienne. «
Nos recherches combinent des données historiques et modernes pour donner une nouvelle perspective sur les modes de vie évolutifs que différents plasmides peuvent avoir, que cela change lentement, fusionnant complètement avec d'autres plasmides, ou disparaissant et laissant des fragments génétiques qui sont ensuite « recyclés pour les parties ''. Grâce à nos recherches, nous pouvons voir l'impact de l'utilisation des antibiotiques humains et l'ombre d'autres forces sélectives, qui remettent également en question les bactéries et leurs plasmides. «
Professeur Zamin Iqbal, auteur co-ennior au Milner Center for Evolution, Université de Bath
Le Dr Sarah Alexander, responsable de l'UKHSA pour l'étude, a déclaré: « Cette étude révolutionnaire s'appuie sur une collaboration de longue date et réussie entre la collection nationale de cultures de type (NCTC) et le Wellcome Sanger Institute. Le généreux don de la collection Murray à la NCTC nous a permis de conserver ces méthodes bactériennes de préservation. Changé depuis qu'ils ont été déposés, même pendant de nombreuses décennies.
Le professeur Nick Thomson, auteur co-Senior au Wellcome Sanger Institute, a déclaré: « Cette recherche s'appuie sur le rôle riche et leader que le Royaume-Uni a joué dans la découverte et le développement d'antibiotiques pour le traitement des infections humaines et animales. Ici, nous avons combiné une expertise à travers les instituts, nous avons pu utiliser des échantillons biologiques de la part de la propriété publique. Parmi les défis les plus importants auxquels nous sommes confrontés aujourd'hui – des infections non traitables.
