La pollution de l'air peut affecter la santé humaine via les modifications bactériennes des voies respiratoires

De nouvelles recherches suggèrent que la pollution atmosphérique peut avoir un effet sur la santé humaine en modifiant les bactéries. Il montre que le carbone noir, composant majeur de la pollution atmosphérique, modifie radicalement la croissance et la formation de biofilms, ce qui peut affecter leur survie dans la paroi des voies respiratoires et leur résistance aux antibiotiques.
Les chercheurs ont découvert que l'exposition au carbone noir modifiait la composition et la structure des biofilms de bactéries infectant les voies respiratoires. Cette image montre Streptococcus pneumoniae avec du carbone noir.
Crédit image: Université de Leicester

L'étude - par des chercheurs de l'Université de Leicester au Royaume-Uni - est publiée dans la revue Microbiologie environnementale.

L'équipe suggère que le travail pourrait avoir des implications importantes pour le traitement des maladies infectieuses, connues pour être plus fréquentes dans les endroits où la pollution atmosphérique est élevée.

La première auteure, Julie Morrissey, professeure agrégée en génétique microbienne, affirme que les résultats montrent que «la pollution de l’air affecte les bactéries responsables des infections respiratoires, ce qui pourrait augmenter le risque d’infection et l’efficacité des traitements antibiotiques de ces maladies».

Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), la pollution atmosphérique est le plus grand facteur de risque environnemental pour les maladies humaines. Ils estiment qu'en 2012, environ 1 décès sur 8 dans le monde était dû à une exposition à la pollution atmosphérique.

Une analyse récente confirme également que 92% de la population mondiale vit dans des endroits où la qualité de l'air dépasse les limites fixées par l'OMS.

Effet du carbone noir sur les bactéries «mal comprises»

Le lien entre les particules et la santé humaine est bien établi. La nouvelle étude concerne le carbone noir - une composante principale des matières particulaires résultant de la combustion de combustibles fossiles tels que le diesel, la biomasse et les biocarburants.

Par exemple, des études ont montré que l'exposition au carbone noir est liée aux maladies cardio-pulmonaires et aux décès, et que le carbone noir peut également causer des maladies en transportant dans le corps humain un large éventail de produits chimiques de toxicité variable.

Cependant, comme le notent le professeur Morrissey et ses collègues, les effets du carbone noir sur les bactéries, «des organismes centraux pour les écosystèmes chez l'homme et dans l'environnement naturel, sont mal compris».

Pour leur étude, ils ont étudié comment le carbone noir affecte les bactéries vivant dans les voies respiratoires - c'est-à-dire le nez, la gorge et les poumons.

Ils se sont concentrés sur deux bactéries qui sont des causes majeures de maladies respiratoires chez l’homme et montrent des niveaux élevés de résistance aux antibiotiques: Staphylococcus aureus et Streptococcus pneumoniae. Ces deux bactéries figurent dans la liste mondiale des 12 agents pathogènes prioritaires de l'OMS.

L'exposition au carbone noir modifie les biofilms

Les chercheurs ont constaté que le carbone noir altère la tolérance aux antibiotiques de S. aureus biofilms et augmenté la capacité de S. Pneumoniae des biofilms pour résister à la pénicilline, médicament de première ligne pour le traitement de la pneumonie bactérienne.

Les biofilms se forment lorsque les cellules bactériennes adhèrent aux surfaces et forment des communautés maintenues ensemble par une substance visqueuse ressemblant à de la colle qu'elles excrètent et entourent. Ces surfaces peuvent comprendre des tissus vivants, tels que le c?ur et les poumons.

Une fois établis, les biofilms provoquent des infections tenaces difficiles à traiter et extrêmement résistantes aux antibiotiques une fois qu'elles deviennent chroniques.

Les chercheurs notent que leurs résultats montrent que "l'exposition au carbone noir induit des changements structurels, compositionnels et fonctionnels dans les biofilms des deux S. Pneumoniae et S. aureus."

Enfin, lors de tests sur des souris, ils ont également constaté que le carbone noir S. Pneumoniae se propager du nez aux voies respiratoires inférieures - une étape clé dans le développement de la maladie.

Ils concluent que leur étude "souligne que la pollution atmosphérique a un effet significatif sur les bactéries qui ont été largement négligées".

"Notre recherche pourrait permettre de comprendre entièrement les effets de la pollution atmosphérique sur la santé humaine. Elle permettra d’améliorer la recherche pour comprendre comment la pollution atmosphérique entraîne de graves problèmes respiratoires et perturbe les cycles environnementaux essentiels à la vie."

Julie Morrissey

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