Dans une étude publiée dans le Journal des infections hospitalières, des chercheurs du Royaume-Uni et de la République d’Irlande ont analysé le système d’épuration des eaux usées de l’hôpital universitaire de Limerick pour identifier les sources d’infection et les gènes de résistance aux antimicrobiens (RAM). Ils ont découvert que les microbes dominants dans les eaux usées présentaient des niveaux élevés de gènes AMR, soulignant la nécessité d’un nettoyage et d’une décontamination réguliers pour prévenir les infections des patients.
Alors que la RAM augmente à l’échelle mondiale, les infections médicamenteuses multirésistantes constituent un défi majeur dans le domaine des soins de santé. Des études antérieures ont montré que les lavabos contaminés pour se laver les mains étaient associés à des épidémies dans les hôpitaux. Les appareils de traitement des eaux usées destinés aux patients peuvent stocker des gènes de résistance aux antimicrobiens (ARG) et des micro-organismes responsables d’infections, et des recherches plus approfondies sont nécessaires pour identifier l’emplacement de ces réservoirs et éclairer les interventions les plus efficaces pour contrôler les infections.
Étude : Caractérisation à grande échelle des microbiomes des systèmes d’épuration des eaux usées hospitalières et des isolats cliniques de patients infectés : profilage des espèces microbiennes multirésistantes. Crédit d’image : Images d’Ezume/Shutterstock
À propos de l’étude
La présente étude visait à comprendre les profils taxonomiques et résistomiques du système de traitement des eaux usées, en se concentrant spécifiquement sur les épidémies d’infections nosocomiales (IAS) multirésistantes. Les chercheurs ont mené une analyse métagénomique unique à grande échelle du microbiome des eaux usées dans un grand hôpital universitaire ayant des antécédents de détections et d’épidémies de RAM. Ils ont déterminé les relations entre les micro-organismes infectieux et le système de traitement des eaux usées.
Avant la rénovation de la salle d’hôpital, un total de 20 échantillons de canalisations provenant des chambres de patients, dont 6 coudes en U de toilettes, 10 canalisations d’évier et 4 canalisations de douche, ont été collectés pour analyse. Les chercheurs ont ensuite extrait l’ADN des tuyaux avant de purifier et de séquencer les souches. À l’aide de l’analyse métagénomique, de la prédiction génétique et de la traduction en séquences d’acides aminés, les microbes extraits ont été identifiés au niveau de la famille, du genre et de l’espèce afin de déterminer s’ils contenaient des ARG.
Parallèlement, 5 échantillons bactériens cultivés auprès de patients ayant contracté une infection par la RAM lors de leur admission dans le service 12 mois avant le prélèvement de tuyaux ont également été analysés, et les ARG ont été identifiés à l’aide d’une analyse de résistome. Les chercheurs ont ensuite pu comparer les ARG de l’ADN environnemental aux isolats cliniques obtenus auprès de patients hospitalisés.
« À mesure que les diagnostics microbiens continuent de progresser, la métagénomique peut jouer un rôle de routine essentiel dans l’étude des environnements hospitaliers afin de fournir des informations opportunes pour des interventions concrètes visant à prévenir les infections nosocomiales chez les patients. »
Résultats et discussion
La plus grande diversité microbienne a été trouvée dans les éviers, avec des communautés moins diversifiées dans les toilettes et les douches. Au total, 256 espèces microbiennes ont été identifiées à partir de 20 échantillons de canalisations. Les protéobactéries et les actinobactéries constituaient les phylums dominants dans le système de traitement des eaux usées, avec une abondance moyenne de 38 % et 16 %, respectivement. Cependant, différents profils microbiens étaient présents dans différents échantillons, probablement en raison de différents comportements et activités humains associés à différents emplacements, entraînant la génération d’eaux usées grises et noires. Dans le même temps, il existait des éléments de similitude, comme on pouvait s’y attendre compte tenu de leur proximité et de leur interconnexion au sein du système de traitement des eaux usées.
L’analyse du résistome a révélé que le plus grand nombre d’ARG observés étaient ceux qui codent pour la résistance aux tétracyclines, aux fluoroquinolones, aux diaminopyrimidines, aux β-lactamines et aux macrolides, toutes des classes d’antibiotiques cliniquement significatives et souvent utilisées. Cependant, contrairement aux différents profils microbiens, les profils ARG n’ont pas montré de différences significatives selon les types d’échantillons. Cela suggère que les ARG ne se limitent pas à des espèces bactériennes individuelles mais sont plutôt partagés entre différentes espèces, soit par évolution divergente, soit par transfert horizontal. Les protéobactéries et les actinobactéries présentaient les nombres d’ARG les plus élevés (1 413 et 628, respectivement).
Les isolats bactériens de RAM provenant des patients du service ont montré un nombre élevé d’ARG, à savoir : Enterococcus faecium (24 ARG)Escherichia coli (77 ARG)Enterobacter kobei (26 ARG)Citrobacter youngae (60 ARG), et Enterobacter hormaechei (54 ARG). En comparant les profils entre les échantillons de conduites d’eaux usées et les isolats de patients, les chercheurs ont constaté qu’ils étaient similaires, avec de nombreux ARG partagés. Pour chaque isolat clinique, des niveaux élevés de similarité ont été notés dans l’infrastructure des canalisations.
Le nombre considérable de gènes identiques met en évidence la possibilité que des gènes puissent être transmis d’une source à une autre, y compris des gènes de résistance pour des classes d’antibiotiques couramment utilisées. Ces résultats ont confirmé le croisement entre des agents pathogènes et des microbes cliniquement pertinents dans les environnements d’eaux usées des hôpitaux.
« Nous n’avons trouvé aucune différence significative entre les résultats métagénomiques des appareils WW des patients et du personnel, ce qui peut indiquer que l’autoroute des eaux usées microbiologiques peut être multidirectionnelle et qu’il existe un risque important d’exposition à la contamination dans l’ensemble de ce système. »
Conclusions
En menant une analyse métagénomique à grande échelle du système d’eaux usées des hôpitaux, en se concentrant sur les sites utilisés par les patients, les chercheurs ont pu montrer une large gamme de gènes de résistance dans les isolats environnementaux et cliniques, avec un chevauchement parfait entre les ARG pour les agents désinfectants. et les antimicrobiens fréquemment utilisés. L’hôpital utilise de grandes quantités de ces agents antimicrobiens, ce qui suggère que la promotion d’une gestion active des antimicrobiens et la réduction de l’utilisation d’antimicrobiens à large spectre pourraient réduire le fardeau de la RAM.
L’étude met en valeur l’importance d’identifier et de caractériser les réservoirs de résistance aux antibiotiques dans les hôpitaux. Cela illustre l’utilité d’utiliser la métagénomique au lieu de s’appuyer uniquement sur des méthodologies culturelles, qui demandent beaucoup de temps et de main-d’œuvre et peuvent conduire à des résultats biaisés. Cependant, l’une des limites de l’étude est que les chercheurs n’ont pas pu déterminer si les isolats ont été introduits dans les patients à partir du système d’épuration des eaux usées ou vice versa. Quoi qu’il en soit, cette recherche souligne la nécessité de politiques efficaces pour contrôler la transmission des infections dans les hôpitaux et l’émergence de maladies plus résistantes.
