Éclairage précis de la réponse bactérienne aux antibiotiques
Les bactéries régulent l'expression de leurs gènes pour répondre au stress antibiotique. Le projet OPRA, financé par l'UE, a exploré la possibilité d'une variabilité intercellulaire du point de vue de la dynamique de cette réponse et vérifié que celle-ci permettait d'accroître la survie bactérienne. Très pertinent pour la conception de nouveaux antibiotiques, ils ont également examiné la chronologie de la posologie antibiotique pour maximiser l'inhibition de la croissance et la mort bactérienne. Avec l'aide d'Escherichia coli, les chercheurs ont mesuré la réponse globale de régulation de l'expression génétique à l'ajout soudain d'antibiotiques comme la tétracycline et le chloramphénicol (inhibiteurs de la traduction protéique). L'analyse des données a révélé que les différents gènes réagissaient sur des échelles de temps considérablement différentes allant de la minute à l'heure. Ils ont ainsi montré une hiérarchie temporelle claire dans laquelle certains gènes répondaient au stress presque immédiatement tandis que d'autres répondaient avec un temps de retard important. Ils ont surtout identifié deux modes de réponse dominants: l'un entraînant un niveau d'expression élevé permanent, l'autre une augmentation rapide, fugace, avec un retour rapide au niveau d'expression initial. Une analyse d'enrichissement par ontologie génétique a permis de montrer qu'un grand nombre des gènes répondant par un pic fugace de leur expression étaient impliqués dans la réponse au stress acide. Ces résultats suggèrent donc que le pH intracellulaire bactérien qui diminue immédiatement en réponse aux antibiotiques va servir de déclencheur aux réponses plus générales. Les données du projet OPRA permettent ainsi aux chercheurs d'avoir une image claire de la régulation des gènes bactériens et des changements physiologiques qui accompagnent le stress antibiotique. Mieux encore, elles permettent de concevoir des stratégies de traitement optimales permettant d'éviter les réponses de défense bactérienne. La quantification des paramètres efficaces qui caractérisent la régulation des gènes pendant le traitement antibiotique apporte ainsi un éclairage nouveau sur la façon dont les bactéries s'adaptent aux antibiotiques. Les chercheurs supposent souvent que les microbes répondent de manière presque optimale au changement. Les résultats de ce projet remettent en question cette assomption et nous fournissent une image quantitative fondamentale du degré d'optimisation de la régulation des gènes bactériens en réponse aux antibiotiques.
Mots‑clés
Bactérien, antibiotique, minutage, stress antibiotique, OPRA
