Les bactéries échangent rapidement des informations génétiques, y compris le codage pour la résistance aux antibiotiques

Les microbes ont développé un moyen rapide et efficace d'échanger des informations génétiques codant pour la résistance aux antibiotiques, d'autres fonctions.
Tout comme l’ère numérique permet aux gens d’échanger des informations instantanément, les bactéries liées à l’homme et à leur bétail semblent également échanger librement et rapidement du matériel génétique lié à la maladie humaine et à la résistance aux antibiotiques par un mécanisme appelé transfert horizontal de gènes.
Dans un article publié dans Nature en ligne, le chef de la recherche, Eric Alm, du Département de génie civil et environnemental du MIT et du Département de génie biologique, déclare que son équipe et lui-même ont trouvé un énorme réseau d’échanges de gènes des gènes uniques circulant via HGT parmi 2 235 génomes bactériens.
Les scientifiques connaissent depuis longtemps le HGT, une méthode ancienne permettant aux bactéries de différentes lignées d’acquérir et de partager des informations génétiques utiles qu’elles n’ont pas héritées de leurs parents. Ils savent que lorsqu'un gène transféré est doté d'une caractéristique souhaitable, par exemple la résistance aux antibiotiques ou la pathogénicité, il peut subir une sélection positive et être transmis à son propre descendant. Cela peut être préjudiciable aux humains, comme on le voit dans la prolifération de souches de bactéries résistantes aux antibiotiques dans les "super-insectes".
Jusqu'à présent, les scientifiques ignoraient à quel point ou à quelle vitesse ces informations étaient échangées. Cependant, les chercheurs du MIT ont réussi à illustrer l'ampleur et la rapidité avec lesquelles les gènes peuvent proliférer dans les lignées bactériennes.
Alm, le professeur associé de Karl Van Tassel, explique:

"Nous trouvons [complètement] des gènes identiques dans des bactéries aussi divergentes les unes que les autres qu’un humain à une levure. Cela montre que le transfert est récent; le gène n’a pas eu le temps de muter."

Chris Smillie, l’un des principaux auteurs de l’étude, étudiant diplômé en biologie des systèmes de calcul:

"Nous avons été surpris de constater que 60% des transferts parmi les bactéries associées à l'homme incluent un gène de résistance aux antibiotiques."

Ces gènes de résistance pourraient être associés à l'utilisation d'antibiotiques dans l'agriculture industrielle, car les chercheurs ont découvert 42 gènes de résistance aux antibiotiques partagés entre des bactéries associées au bétail et à l'homme. Cela démontre un lien crucial entre les résistances aux médicaments chez les populations humaines et agricoles.

Commentaires d'Alm:

"D'une manière ou d'une autre, même si un milliard d'années d'évolution du génome sépare une bactérie vivant sur une vache et une bactérie vivant sur un humain, elles accèdent toutes deux à la même banque de gènes.

Les chercheurs ont en outre identifié 43 cas indépendants de gènes de résistance aux antibiotiques traversant les nations. Mark Smith, étudiant diplômé en microbiologie et auteur principal de l'étude, prévient:

"C'est un véritable problème international. Une fois qu'un trait entre dans le pool génétique associé à l'homme, il se propage rapidement sans se soucier des frontières nationales."

Les États-Unis ont pour pratique répandue d’ajouter des antibiotiques prophylactiques aux aliments pour animaux afin de promouvoir la croissance et de prévenir la propagation de maladies dans les troupeaux et les troupeaux densément logés. Ceci est interdit dans de nombreux pays européens. La Federal Drug Administration déclare que plus de 80% des 33 millions de livres d’antibiotiques, y compris les pénicillines et les tétracyclines couramment utilisées comme médicaments humains, ont été vendus aux États-Unis en 2009 à des fins agricoles, 90% étant administrés par voie alimentaire.
Les chercheurs ont découvert que le HGT se produit plus fréquemment parmi les bactéries occupant le même site corporel, partageant la même tolérance à l'oxygène ou ayant la même pathogénicité. Cela mène à la conclusion que l'écologie, ou les lieux environnementaux, sont plus importants pour déterminer si un gène transféré sera incorporé dans l'ADN d'une bactérie et transmis à ses descendants pour déterminer la proximité ou la proximité géographique.
Alm explique:

"Cela nous donne un livre de règles pour comprendre les forces qui régissent l'échange de gènes."

En appliquant ces règles afin de découvrir des gènes liés à la capacité de provoquer la méningite et d’autres maladies, l’équipe espère que les caractères transférés et les gènes codant ces caractères pourraient ouvrir la voie à des cibles particulièrement prometteuses pour les futurs traitements médicamenteux.
Ils poursuivent leur travail et comparent actuellement les taux de change entre les bactéries vivant dans des sites distincts sur la même personne et parmi les bactéries vivant sur ou chez les personnes souffrant de la même maladie. Ils étudient également un site contaminé par l’environnement pour déterminer quels gènes échangés pourraient faciliter le nettoyage microbien par les bactéries réductrices de métaux.
Les coauteurs du document Nature sont l'étudiant diplômé Jonathan Friedman, le postdoctorant Otto Cordero et l'ancien étudiant diplômé Lawrence David, maintenant à l'Université Harvard.
La recherche fait partie du projet de microbiome humain du National Institutes of Health et a été financée par le domaine scientifique ENIGMA du Département de l'énergie et par la National Science Foundation.
Ecrit par: Petra Rattue