Comment évolue la résistance aux antibiotiques
Les bactéries peuvent acquérir et propager une résistance aux antibiotiques au moyen de petites molécules ADN circulaires appelées plasmides. Ces unités génétiques autoréplicantes, qui ne font pas partie du génome bactérien, sont souvent porteuses de gènes de résistance aux antibiotiques qui peuvent être transférés aux différentes bactéries. Le projet PLASREVO («Evolution of plasmid-mediated resistance in Pseudomonas aeruginosa»), financé par l'UE, souhaitait déterminer les éléments orientant l'évolution et le maintien de la résistance aux antibiotiques par les plasmides. Alors que les bactéries exposées aux antibiotiques exploitent les plasmides porteurs de résistance aux antibiotiques,cette symbiose avec les parasites génétiques présente tout de même un coût métabolique. Afin de comprendre pourquoi les bactéries ont conservé les plasmides même en l'absence de l'exposition aux antibiotiques, PLASREVO a étudié Pseudomonas aeruginosa, une bactérie qui provoque couramment des infections dans les hôpitaux. Les chercheurs ont utilisé des méthodes expérimentales et computationnelles pour montrer que les interactions entre les multiples plasmides co-infectant la même cellule bactérienne contribuent à la survie des plasmides. Autrement dit, les plasmides co-évoluent à l'intérieur des populations bactériennes environnementales et cliniques, maintenant ainsi l'existence les uns des autres longtemps après l'arrêt de la prise d'antibiotiques. Les scientifiques pensaient que la survie des plasmides dépendait de la transmission entre les bactéries, or, de récents travaux ont montré que presque la moitié de tous les plasmides ne sont pas transmissibles. Ces derniers peuvent disparaître à chaque division bactérienne, mais PLASREVO a fait évoluer par voie expérimentale un plasmide très instable pour découvrir comment il finit par se stabiliser au sein d'une population. Des chercheurs ont découvert que les populations de bactéries ont rapidement surmonté les inconvénients relatifs à la présence de parasites de plasmides en incorporant des mutations compensatoires qui ont permis à la bactérie de s'adapter au plasmide. Une exposition antibiotique a renforcé davantage la stabilité des plasmides à travers une sélection naturelle positive, étant donné que les gènes de résistance aux antibiotiques ont fourni un avantage à ces bactéries porteuses de plasmide. Ainsi, les avantages fournis par les plasmides ont renforcé la sélection naturelle des bactéries comprenant des mutations compensatoires, et vice versa. Par conséquent, la sélection positive du gène de résistance aux antibiotiques de plasmides a renforcé la taille de la population de plasmides, alors que les mutations compensatoires dans le génome bactérien ont augmenté la stabilité des plasmides. Comprendre la base évolutionnaire pour la maintenance de la résistance aux antibiotiques induite par les plasmides dans les populations bactériennes permettra de développer de nouvelles stratégies afin de lutter contre cette menace fatale.
Mots‑clés
Résistance aux antibiotiques, plasmides, bactéries, Pseudomonas aeruginosa, mutations compensatoires
