La sécheresse pourrait alimenter la montée des superbactéries résistantes aux antibiotiques à mesure que le changement climatique s’aggrave, suggèrent de nouvelles recherches

Une étude des microbes du sol a montré que la sécheresse favorise les micro-organismes qui survivent aux antibiotiques. Elle a également révélé que certains des gènes de résistance des bactéries vivant dans le sol apparaissent dans des échantillons d’agents pathogènes résistants aux antibiotiques collectés auprès de patients hospitalisés. Étant donné que les bactéries peuvent facilement échanger de grandes quantités d’informations génétiques – un processus appelé transfert horizontal de gènes – toute augmentation de la résistance des microbes vivant dans le sol peut facilement se propager aux microbes qui infectent les humains, ont indiqué les auteurs de l’étude.

« Aucun endroit n’est à l’abri », a déclaré Diane Newmanauteur principal de l’étude et biologiste à Caltech. « Si un agent pathogène apparaît dans une partie du monde, il se propage très rapidement, c’est donc un sujet de préoccupation quel que soit l’endroit où vous vivez. »

Agents pathogènes résistants

La résistance aux antibiotiques constitue déjà un problème de santé majeur. Organisation Mondiale de la Santé estimant que les agents pathogènes résistants aux antibiotiques ont directement causé 1,27 million de décès par an à partir de 2019 et ont contribué à 4,95 millions supplémentaires. Si les antibiotiques tuent les microbes, les médicaments utilisés en clinique dérivent également de microbes (ou de champignons, comme dans le cas célèbre de la pénicilline). Les microbes synthétisent des antibiotiques dans le cadre d’un bras évolutif avec d’autres microbes, dans le but de tuer tout concurrent ou menace potentiel. L’un des principaux champs de bataille de cette guerre évolutive se situe dans le sol.

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Newman et le premier auteur de la nouvelle étude, chercheur postdoctoral à Caltech Xiao Yu Shana découvert pour la première fois un indice selon lequel la sécheresse pourrait s’aggraver résistance aux antibiotiques dans un ensemble de cinq bases de données métagénomiques qui rassemblent des informations génétiques sur les microbes du sol provenant de différents environnements sur les continents du monde entier. Certaines de ces bases de données comprenaient des échantillons provenant des mêmes sites avant et après la sécheresse.

Dans tous les cas, ont découvert les chercheurs, les gènes de synthèse des antibiotiques étaient plus répandus après une période sèche et moins répandus après la fin de la sécheresse.

« Vous voyez cela dans les terres cultivées, dans les prairies, dans les forêts, dans les zones humides, aux États-Unis, en Chine, en Suisse », a déclaré Newman à Live Science.

Pour découvrir ce qui se passait, Newman, Shan et leurs collègues ont posé la question au laboratoire. Ils ont traité un sol stérile avec de la phénazine, un antibiotique produit par certaines espèces de bactéries. Ensuite, ils ont ajouté des bactéries vivant dans le sol et ont laissé sécher la moitié des échantillons pendant trois jours, tout en gardant le reste humide.

Après cette simulation de sécheresse, ils ont découvert que l’antibiotique présent dans le sol était devenu, sans surprise, plus concentré à mesure que l’humidité du sol s’évaporait. Ils ont également constaté qu’en réponse à cet antibiotique plus concentré, les bactéries du sol sensibles aux antibiotiques souffraient, tandis que les bactéries résistantes aux antibiotiques prospéraient.

Ces résultats illustrent que la résistance aux antibiotiques est motivée par une pression évolutive, a déclaré Newman. Seuls les plus coriaces et les plus résistants survivent lorsque la sécheresse concentre les antibiotiques d’autres microbes à des niveaux mortels.

Pour avoir un aperçu de ce champ de bataille évolutif au niveau génétique, les chercheurs se sont tournés vers les grandes bases de données métagénomiques. Ils ont découvert que les gènes responsables de la résistance aux antibiotiques devenaient plus courants pendant les périodes sèches. Cette prévalence est allée de pair avec l’augmentation des gènes responsables de la synthèse des antibiotiques, confortant l’idée selon laquelle les microbes frappés par la sécheresse renforcent leur résistance aux antibiotiques en réponse à la pression accrue des agressions antibiotiques de leurs voisins.

Ensuite, les chercheurs ont prélevé des échantillons de sol sur le campus de Caltech, ajouté quatre antibiotiques différents et séché la moitié des échantillons. Encore une fois, ils ont vu davantage de microbes résistants aux antibiotiques dans les échantillons desséchés.

Un péril mondial

La question suivante était de savoir si ces tendances pouvaient être observées à l’échelle mondiale. Les chercheurs ont utilisé les données existantes sur les agents pathogènes résistants aux antibiotiques collectées dans les hôpitaux du monde entier, ainsi que les données climatiques et météorologiques, pour quantifier l’aridité dans chaque hôpital. Ils ont constaté que plus la région était sèche, plus l’hôpital signalait d’agents pathogènes résistants aux antibiotiques. Cette découverte s’est avérée même lorsque les chercheurs ont pris en compte le statut socio-économique d’un pays, ce qui pourrait influencer les tests d’agents pathogènes.

Une dernière chasse au trésor génomique a apporté une mauvaise nouvelle supplémentaire : de nombreux gènes qui confèrent une résistance aux antibiotiques aux microbes du sol ont été trouvés, répliqués exactement, dans des agents pathogènes cliniques connus pour échapper aux antibiotiques. Ceux-ci comprenaient les agents pathogènes courants dans les hôpitaux Enterococcus faecium, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa et des espèces d’entérobactéries, ont rapporté les chercheurs le 23 mars dans la revue Microbiologie naturelle. Les agents pathogènes humains et les microbes du sol entrent en contact tout le temps lorsque les gens se déplacent dans l’environnement, a déclaré Newman, et la résistance induite par la sécheresse peut facilement se transférer des microbes du sol aux microbes du corps.

« La poursuite du réchauffement et du séchage devrait accroître les conditions arides », Timothy Ghalyécologiste microbien à l’Université Macquarie en Australie, a écrit dans un éditorial accompagnant l’étude. Cela signifie changement climatique pourrait accélérer le déjà grave problème des agents pathogènes résistants aux antibiotiquesa-t-il écrit.

Il existe des moyens de mener notre propre bataille évolutive contre les bactéries, a déclaré Newman. Au-delà de la limitation du changement climatique, il serait possible de faire davantage pour introduire des tests de diagnostic rapides dans les cliniques afin que les médecins puissent traiter plus rapidement les bactéries résistantes aux antibiotiques. Ils peuvent également choisir des traitements multi-antibiotiques qui éliminent les souches résistantes. Une autre étape cruciale, a déclaré Newman, consiste à financer la recherche fondamentale sur la découverte de médicaments. Les sociétés pharmaceutiques ont largement renoncé à rechercher de nouveaux antibiotiques en raison du manque de rentabilité, ce qui laisse les scientifiques gouvernementaux et universitaires à l’avant-garde de la recherche fondamentale.

« Ce n’est pas le moment pour les gouvernements de cesser de financer la recherche scientifique et la découverte de médicaments », a déclaré Newman.