Les bactéries qui causent souvent des infections urinaires peuvent se propager aussi rapidement que la grippe porcine. Mais les E. coli résistantes à plusieurs classes d’antibiotiques se comportent différemment.
Escherichia coli (E. coli) est la cause la plus fréquente d'infections des voies urinaires et du sang dans le monde. De nombreux patients sont donc traités avec des antibiotiques, mais plusieurs variantes d’E. coli sont devenues multirésistantes, ce qui limite les options thérapeutiques disponibles et constitue une menace majeure pour la santé publique.
Pour cette raison, nous voulions comprendre la rapidité avec laquelle les nouvelles variantes d’E. coli se propagent dans la population humaine. Nos découvertes fournissent une impulsion supplémentaire pour déchiffrer les moteurs génétiques fondamentaux de la variation de la transmissibilité.
Jukka Corander, professeur, Institut des sciences médicales fondamentales, UiO
Il convient de noter que les recherches menées dans le cadre de ce projet ne prennent pas en compte les types d'E. coli qui provoquent une intoxication alimentaire, entraînant généralement des symptômes tels que des vomissements, de la diarrhée et de la fièvre.
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Plus difficile de découvrir à quel point les bactéries sont infectieuses
Ces dernières années, nous avons connu des pandémies causées par des virus, comme le covid et la grippe porcine. L’outil clé des épidémiologistes est de mesurer la transmissibilité d’un virus par ce qu’on appelle le nombre de reproduction de base, R0 en abrégé. Cependant, l’estimation du R0 pour les agents pathogènes bactériens est beaucoup plus compliquée et rarement réalisée.
«Alors que les infections virales entraînent généralement rapidement des symptômes visibles, les bactéries pathogènes opportunistes telles que E. coli peuvent vivre jusqu'à plusieurs mois dans l'intestin sans causer de problèmes.» Ce n'est que lorsqu'ils se déplacent vers d'autres parties du corps normalement stériles, comme la circulation sanguine, qu'ils provoquent une infection», explique Corander.
La plupart des personnes colonisées par ces bactéries ne tombent pas malades
Dans une nouvelle étude publiée dans Nature Communications, les scientifiques ont estimé le nombre de reproduction de base (R0) d'E. coli pour la première fois dans une communauté humaine. R0 indique combien d’autres personnes un individu moyen infectera dans une population sans immunité ni mesures de contrôle des infections en place.
Les chercheurs ont rassemblé des données sur de nombreux échantillons de patients en Norvège et au Royaume-Uni et ont étudié trois génotypes étroitement liés d'E. coli. Ces trois types ont commencé à se propager au début des années 2000 et appartiennent tous au même type principal ST131, découvert en 2008, après avoir déjà provoqué une pandémie mondiale. Parce que le ST131 provoque un très grand nombre d’infections urinaires et sanguines, il fait l’objet d’une attention internationale de la part des scientifiques depuis sa première détection.
«Nous avons découvert qu'un type, le ST131-A, se propageait aussi rapidement que certains virus qui ont provoqué des épidémies majeures dans le monde, comme la grippe porcine (H1N1). C'était assez surprenant, car si la grippe porcine se transmet par des gouttelettes d'air inhalées, E. coli ne se propage pas de la même manière. Il utilise une voie de transmission fécale-orale un peu plus longue, où les bactéries présentes dans les selles pénètrent sur les mains et les surfaces, ou contaminent les aliments et les boissons », explique Corander.
E. coli multirésistant ne s’est pas propagé aussi rapidement
Les deux autres variantes d'E. coli étudiées par les scientifiques dans l'étude, ST131-C1 et ST131-C2, sont résistantes à plusieurs classes d'antibiotiques et présentent donc un plus grand risque lorsqu'elles provoquent des infections. Cependant, ces deux éléments ne se transmettent pas si facilement entre individus en bonne santé.
«Cela semble être une bonne nouvelle, mais nous avons détecté d'autres défis», déclare le professeur.
La conclusion à laquelle ils sont parvenus était que les types de bactéries E. coli multirésistantes sont plus susceptibles d’être transmis dans les hôpitaux et les maisons de retraite où se trouvent les patients les plus fragiles. Dans ces cas-là, une infection peut constituer une menace majeure pour la survie, puisque plusieurs classes d’antibiotiques ne sont plus efficaces contre ces bactéries.
E. coli multirésistant survit probablement mieux dans des environnements hostiles
Corander explique que les génotypes multirésistants inclus dans l’étude semblent être devenus très robustes et aptes à survivre. Ils défient probablement les désinfectants fréquemment utilisés dans les établissements de santé et se sont manifestement adaptés génétiquement pour pouvoir survivre dans de tels contextes.
«La conclusion selon laquelle les variantes d'E. coli multirésistantes ne se transmettent pas aussi facilement entre personnes en bonne santé suggère que ces bactéries sont également aidées par des médicaments pour survivre à la bataille continue entre différents types d'E. coli.» L'hypothèse est que, puisque les patients hospitalisés reçoivent généralement des antibiotiques et d'autres médicaments, ceux-ci tuent les bactéries concurrentes les plus sensibles, aidant ainsi l'E. coli multirésistante à devenir dominante», explique-t-il.
Les scientifiques veulent trouver des méthodes pour tuer les bactéries sans utilisation excessive d’antibiotiques
À l’avenir, nous risquons de ne plus pouvoir traiter les infections causées par des bactéries devenues résistantes à des antibiotiques critiques.
«La prochaine étape consistera donc à découvrir pourquoi ces variantes d'E. coli ont développé une telle capacité à survivre sous une pression plus sélective et les raisons génétiques exactes de leur plus faible transmissibilité en milieu communautaire.» Nous avons également besoin de moyens rapides et abordables pour établir un diagnostic rapide et il sera important de trouver davantage de moyens de tuer les bactéries sans recourir à l’utilisation d’antibiotiques à large spectre. Par exemple, dans un certain nombre de nouvelles études, les chercheurs ont testé l'utilisation des ultrasons sur des bactéries qui se cachent derrière un biofilm – une fine couche de matériau cellulaire qu'elles produisent pour se protéger », explique Corander.
Jukka Corander a dirigé la nouvelle étude avec le professeur Pekka Marttinen de l'Université Aalto en Finlande.
