Clostridioides difficilesouvent appelé C. difficile ou Différence C., est une bactérie qui provoque de graves maladies intestinales et, comme son nom l’indique, peut être difficile à étudier et à traiter. Environ 1 patient sur 6 infecté par C. difficile seront réinfectés dans les deux mois. Pourtant, les scientifiques n’ont pas compris pourquoi C. difficile l’infection est plus difficile à traiter chez certains patients que chez d’autres. L’intestin humain est rempli de billions de microbes, et ces microbes influencent la virulence de divers agents pathogènes, mais jusqu’à présent, les scientifiques avaient peu de compréhension de la façon dont C. difficile coopère avec la riche collection de micro-organismes dans le tractus gastro-intestinal.
Dans une nouvelle étude en La naturedes chercheurs de l’hôpital pour enfants de Philadelphie (CHOP) ont découvert que Entérocoque – un agent pathogène opportuniste résistant aux antibiotiques – agit de concert avec C. difficileremodelant et améliorant l’environnement métabolique dans l’intestin afin que C. difficile peut s’épanouir.
Lorsque nous parlons d’infections bactériennes, nous pensons souvent à l’agent pathogène lui-même, mais les « spectateurs » dans l’intestin peuvent avoir un impact énorme sur le cours de l’infection. Cette étude révèle que la coïncidence de deux organismes pathogènes – Entérocoque et C. difficile – est plus qu’une coïncidence ; ils profitent vraiment l’un de l’autre. Comprendre cette relation, ainsi que d’autres facteurs qui contribuent aux résultats cliniques de C. difficile l’infection, est essentielle pour lutter contre ce défi urgent de santé publique. »
Joseph P. Zackular, PhD, auteur principal, chercheur et professeur adjoint de pathologie et de médecine de laboratoire à l’hôpital pour enfants de Philadelphie
Des études antérieures ont montré que les adultes infectés par C. difficile ont également des niveaux élevés de Entérocoque dans leur intestin et que résistant à la vancomycine Entérocoque (ERV) co-infecte fréquemment les patients avec C. difficile. Cependant, l’effet de Entérocoque sur la susceptibilité à C. difficile l’infection et les résultats cliniques n’ont pas été établis.
Pour mieux définir l’association entre Entérocoque et C. difficile pendant l’infection, les chercheurs ont analysé des échantillons de selles de 54 patients pédiatriques infectés par C. difficile. Conformément aux études chez les adultes, les chercheurs ont découvert que les selles de ces patients avaient des niveaux élevés de Entérocoqueainsi qu’une corrélation positive entre les entérocoques et C. difficile fardeaux.
Ayant la confirmation que les entérocoques sont très abondants dans l’intestin des enfants avec un C. difficile infection et que cela est positivement corrélé avec C. difficile fardeau, les chercheurs ont ensuite validé le mécanisme d’interaction de ces deux agents pathogènes. Utiliser les deux in vitro et in vivo modèles expérimentaux, ils ont constaté que les entérocoques augmentaient C. difficilevirulence en augmentant sa production de toxines.
Puis, à partir de données allant de la transcriptomique à la métabolomique, c’est-à-dire l’étude des transcrits d’ARN et des métabolites liés à ces pathogènes, les chercheurs ont découvert que les entérocoques remodeler l’environnement intestinal, remodelant efficacement la maison C. difficile l’agent pathogène pénètre et le rend plus propice à la prolifération de l’agent pathogène. Ils ont découvert que les entérocoques utilisent l’arginine, un acide aminé, comme source d’énergie et que, ce faisant, l’agent pathogène exporte de l’ornithine, un autre acide aminé. Une analyse plus approfondie a montré que les entérocoques modulent les niveaux d’arginine et d’ornithine dans l’intestin pendant C. difficile l’infection et que la déplétion en arginine joue un rôle central dans C. difficile virulence.
Enfin, les chercheurs ont cherché à savoir si leurs découvertes en laboratoire étaient corrélées aux découvertes chez des patients humains. Analyser le microbiome des enfants avec C. difficile infection et les maladies inflammatoires de l’intestin (MICI), ils ont constaté que ces enfants avaient des niveaux élevés d’acides aminés fermentescibles, y compris l’ornithine. Ils ont également observé une corrélation positive entre C. difficile charges et l’ornithine, soutenant un rôle clé pour cet acide aminé dans C. difficile infection.
« Ensemble, ces données suggèrent que les entérocoques et C. difficile interagir pendant C. difficile l’infection par le biais d’une diaphonie métabolique pour soutenir une colonisation, une pathogenèse et une persistance accrues dans l’intestin », a déclaré le Dr Zackular. « Les recherches futures devraient explorer le ciblage du métabolisme des entérocoques – et le paysage d’acides aminés qui en résulte dans l’intestin – comme un moyen de modifier la pathogenèse de C. difficile. »
Ce travail a été réalisé en collaboration avec des chercheurs de l’Université de Pennsylvanie, de l’Université de Floride, de l’École de médecine de l’Université Vanderbilt, de l’Université de Virginie, de l’Université de Pittsburgh et de l’École de médecine de l’Université du Minnesota.
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