La bactériémie, ou intoxication sanguine, survient lorsque les bactéries surmontent les défenses immunitaires du corps.
La bactériémie peut s'aggraver en septicémie, une condition qui représente plus de 1 décès par an sur 3 à 3.
Pourtant, les gens sont régulièrement exposés et combattent les bactéries de l'environnement sans cette série mortelle d'événements.
Les scientifiques essaient de comprendre exactement comment les bactéries se propagent dans tout le corps pour provoquer une infection systémique dans l'espoir d'arrêter finalement ce processus sur ses traces.
Michael Bachman, MD, Ph.D., professeur agrégé clinique de pathologie et de microbiologie et d'immunologie à la UM Medical School et ancien postdoctorant Caitlyn Holmes, Ph.D., ont tenté de résoudre ce mystère, en se concentrant sur les bactéries Gram négatives comme Klebsiella pneumoniaeune source commune de bactériémie initiée par la pneumonie.
Dans les travaux antérieurs, ils ont déterminé que les bactéries se propagent en trois phases: infection d'un site initial, comme les poumons; entrée dans la circulation sanguine; et enfin, la réplication et l'évitement de la filtration par le foie et la rate.
Traditionnellement, l'analyse d'une infection bactérienne se fait en cultivant les tissus et en comptant le nombre de bactéries résultantes.
Expérimentalement, nous pouvons mesurer la première phase assez facilement en termes de la façon dont les bactéries infectent les poumons et nous pouvons mesurer la troisième phase assez facilement en termes de la façon dont les bactéries survivent dans ces organes filtrants sanguins et si elles se répliquent ou non. Mais cette transition hors des poumons et dans la circulation sanguine a traditionnellement été difficile à mesurer. «
Michael Bachman, MD, Ph.D., professeur agrégé clinique de pathologie et de microbiologie et d'immunologie, UM Medical School
En utilisant un système de style bar à barres innovant développé avec des collègues de l'Université Harvard, Bachman, Holmes et leur équipe ont pu étiqueter les bactéries avec de courts extraits d'ADN dans les modèles de souris et utiliser l'analyse informatique pour suivre le mouvement de K. pneumoniae dans tout le corps.
Ils s'attendaient à ce que les bactéries se reproduisent dans les poumons jusqu'à ce qu'un tel point que leurs clones aient submergé les défenses du poumon, se répandant dans la circulation sanguine, explique Bachman.
Et bien qu'ils aient vu ce type de propagation – qu'ils ont appelé la dissémination métastatique – il y avait aussi la preuve d'un autre type.
De façon inattendue, « environ la moitié des souris avaient le modèle métastatique, et l'autre moitié contenait des bactéries qui se sont échappées par elles-mêmes dans la circulation sanguine sans avoir besoin de reproduire en grand nombre », a expliqué Bachman à propos de ce deuxième mode, qu'ils ont appelé la dissémination directe.
Dans l'ensemble, la voie métastatique était corrélée à une infection plus forte que la route directe.
De plus, au fil du temps, l'infection a progressé vers une plus grande partie du schéma métastatique.
« Nous devons comprendre la biologie de chacune de ces itinéraires afin de déterminer les meilleurs traitements », a déclaré Bachman.
« Il y a un mantra dans les maladies infectieuses qui est de trouver et de traiter la source pour arrêter la bactériémie. »
Découvrir l'existence de la route directe peut signifier que les bactéries mettent en place des réservoirs de bas niveau dans d'autres parties du corps qui pourraient être mieux ciblés pour traiter les infections sanguines.
De plus, Holmes a créé des mutations dans les deux K. pneumoniae et les souris qui ont affecté le mode de diffusion faisant allusion que l'interaction entre les bactéries et le système immunitaire de l'hôte peut déterminer l'issue de l'infection.
« Le projet a commencé avec un questionnement très fondamental, les bactéries qui quittent les poumons – que nous avons maintenant fourni un aperçu, pour combler une lacune importante dans nos connaissances », a déclaré Holmes.
