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Alors que notre système immunitaire et nos antibiotiques font tous deux un excellent travail pour nous aider à lutter contre les infections potentiellement mortelles, l'émergence de résistance aux antibiotiques rend rapidement plus difficile la guérison des infections courantes qui étaient autrefois faciles à traiter. La résistance aux antibiotiques se produit lorsque les bactéries évoluent et survivent aux traitements conçus pour les éliminer - puis reproduisent ou transmettent cette résistance à d'autres bactéries.
De nombreuses recherches sont actuellement en cours pour trouver des moyens de prévenir la propagation de la résistance aux antibiotiques. Mais il y a encore de nombreuses questions auxquelles les chercheurs n'ont pas de réponse. L'une de ces questions est de savoir comment la résistance évolue à l'intérieur d'une personne en temps réel. Savoir ce qui se passe dans le corps lors d'une infection pourrait nous aider à développer de meilleurs traitements contre la résistance aux antibiotiques.
Pendant nos étude publiée récemment, nous avons étudié la population bactérienne dans les poumons d'un patient en soins intensifs qui avait une infection pulmonaire causée par un type courant de bactérie, Pseudomonas aeruginosa. Nous avons pu observer en temps réel à quel point l'évolution rapide des bactéries résistantes aux antibiotiques, ainsi que l'action du système immunitaire, étaient importantes pour déterminer l'issue de l'infection du patient.
Nous avons utilisé un certain nombre de techniques et d'expériences qui mesuraient la croissance bactérienne et tout changement de résistance aux antibiotiques survenu pendant l'infection. Nous avons associé ces expériences à des techniques de séquençage du génome pour identifier les modifications du code génétique bactérien. Cela nous a indiqué comment la bactérie évolue et si elle a développé une résistance aux antibiotiques.
Nous avons également mesuré le nombre de molécules du système immunitaire présentes dans les poumons qui étaient connues pour lutter contre Pseudomonas aeruginosa. Des échantillons des poumons ont été analysés tous les quelques jours, ce qui nous a permis de capturer en haute résolution les changements qui se produisaient. Cela a révélé dans des détails sans précédent comment le système immunitaire a joué un rôle dans la suppression des bactéries résistantes aux antibiotiques qui ont évolué.
Nous avons constaté que les bactéries dans les poumons devenaient très résistantes à l'un des antibiotiques utilisés pour les éliminer. Ces bactéries ont développé une résistance en mutant et en modifiant les composants de leur paroi cellulaire (la couche externe entourant la cellule). Certaines bactéries ont même modifié un point d'entrée dans la paroi cellulaire utilisé par les antibiotiques pour les détruire. D'autres se sont avérés avoir modifié un élément structurel de cette couche.
Tout en modifiant le point d'entrée augmentait massivement la résistance aux antibiotiques, cela rendait également les bactéries moins aptes. Cela les a amenés à se développer plus lentement en conséquence. Ces bactéries hautement résistantes ont rapidement disparu de la population après la fin du traitement antibiotique, remplacées par des parents plus en forme et à croissance plus rapide.
Mais les bactéries qui ne modifiaient qu'un élément structurel de leur paroi cellulaire avaient une résistance accrue aux antibiotiques - sans coût pour leur survie. En fait, ils ont pu croître plus rapidement. Si ces bactéries étaient transmises à une autre personne, elles pourraient provoquer des infections plus difficiles à traiter avec des antibiotiques. Ces bactéries sont restées dans les poumons - même après le remplacement de leurs parents moins en forme.
Le système immunitaire
C'est là que le système immunitaire était vraiment important.
Avant que la personne ne soit traitée avec des antibiotiques, nous avons constaté que la population de bactéries à l'origine de l'infection avait déjà commencé à décliner. Cela nous a montré que le système immunitaire faisait son travail. Cela a également rendu les antibiotiques plus efficaces, car ils fonctionnent mieux lorsqu'ils ciblent de petites populations bactériennes.
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Cependant, l'infection bactérienne est réapparue environ 11 jours après sa dernière détection - et avec des mutants résistants aux antibiotiques. La première fois, le système immunitaire a travaillé avec les antibiotiques. Cette fois, aucun nouvel antibiotique n'a été administré et nos recherches ont révélé que le système immunitaire était capable de lutter seul contre l'infection.
Surtout, cela a révélé que l'immunité naturelle était capable d'éliminer la population de bactéries résistantes aux antibiotiques qui ont émergé après le premier traitement antibiotique.
Nous ne pouvons pas être sûrs à 100% si les bactéries mutantes ont été ou non transmises à d'autres personnes, mais moins les bactéries sont à des niveaux élevés dans les poumons, moins elles sont susceptibles d'être transmises. De telles infections peuvent être transmises par un patient qui tousse et expulse les bactéries des poumons, etc.
Nos résultats suggèrent que l'immunité naturelle peut supprimer la résistance pendant l'infection et limiter la transmission de souches résistantes entre les patients. À l'avenir, l'exploitation de ce lien pourrait nous aider à développer de nouvelles thérapies à utiliser contre les bactéries nocives - et pourrait nous aider à mieux prévenir la propagation de bactéries résistantes aux antibiotiques.
À propos des auteurs
Rachel Wheatley, Chercheur postdoctoral en évolution bactérienne, Université d'Oxford et Julio Diaz Caballero, Chercheur postdoctoral en génomique microbienne, Université d'Oxford
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Cet article est republié de La Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
