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18.11.2021

Projet achevé: Nouvelles stratégies de traitement contre les bactéries résistantes dans les biofilms

Les nouvelles découvertes pourraient permettre d'élaborer des stratégies de traitement plus ciblées contre les bactéries dans des biofilms.

Le biofilm protège les bactéries contre les antibiotiques

La plupart des infections bactériennes sont causées par des biofilms. Ces regroupements de bactéries produisant une matrice peuvent, à la manière d’un épais tapis, se déposer sur les surfaces les plus variées, notamment sur des produits médicaux comme les implants. Dans le biofilm, les bactéries s’entourent d’une substance protectrice gélatineuse composée d’éléments extracellulaires. Lors des traitements antibiotiques, elles n’entrent ainsi en contact qu’avec de très faibles quantités d’agent actif, et leur concentration reste donc sublétale, ce qui favorise la formation de résistances. Dans le cadre du projet de recherche international BEAT-AMR, réunissant des partenaires de Suisse, d’Allemagne, du Royaume-Uni et des Pays-Bas, Qun Ren et ses collègues de l’Empa ont étudié comment les bactéries des biofilms s’adaptent aux antibiotiques, comment elles acquièrent et transmettent leur résistance et comment celle-ci influe sur la composition du biofilm. Aucune recherche systématique n’avait encore été menée sur l’influence des biofilms sur le développement des résistances.

L’équipe de l’Empa s’est attachée à identifier et à caractériser les gènes intervenant dans la résistance spécifique aux antibiotiques de Pseudomonas aeruginosa dans les biofilms. P. aeruginosa est un pathogène d’une importance clinique élevée, responsable de nombreuses infections mortelles chez l’être humain et très résistant aux antibiotiques actuels. Dans les biofilms, P. aeruginosa peut résister à des concentrations d’antibiotiques supérieures à la limite autorisée en médecine humaine. De nouvelles approches thérapeutiques sont donc nécessaires d’urgence pour mieux éradiquer P. aeruginosa lorsque cette bactérie est présente dans des infections à biofilms.

Plusieurs gènes de tolérance aux antibiotiques identifiés

Qun Ren et son équipe ont tout d’abord défini et validé un modèle permettant d’identifier les gènes qui contribuent à la croissance des biofilms et à leur résistance aux antibiotiques. Ils ont caractérisé de façon très détaillée l’importante souche bactérienne P. aeruginosa MPAO1 au niveau génomique (= ensemble des informations génétiques d’un organisme), protéomique (= ensemble des protéines présentes dans un organisme) et phénotypique (= propriétés physiques observables d’un organisme) et découvert plusieurs déterminants génétiques cruciaux pour la tolérance des biofilms de P. aeruginosa. Les bactéries tolérantes ne sont pas résistantes aux antibiotiques mais peuvent se mettre temporairement « en sommeil » pour échapper à l’action de ceux-ci. Elles persistent ainsi dans l’organisme du patient ou de la patiente, provoquant souvent des infections chroniques difficiles à traiter. En outre, la tolérance pourrait être un stade précurseur de la résistance.

L’identification de plusieurs gènes participant à la tolérance de P. aeruginosa dans les biofilms est une découverte importante, qui peut aider à prédire l’évolution de la tolérance chez les patient·es et faciliter l’élaboration de stratégies de traitement ciblées. Plusieurs gènes se sont également avérés d’un grand intérêt clinique comme cibles de nouveaux antibiotiques.

État : novembre 2021

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