Les chercheurs ont montré que la diversité génétique joue un rôle clé dans l'évolution de la résistance aux médicaments. Scientifiques de l'Institut Wellcome Trust Sanger et de l'Institut de Recherche sur le Cancer et le Vieillissement de Nice en France, montrent qu'une diversité génétique élevée peut amorcer de nouvelles mutations qui provoquent une résistance aux médicaments. L'étude publiée aujourd'hui (17 octobre) dans Rapports de cellule a des implications pour notre compréhension de l'évolution de la résistance aux médicaments antimicrobiens et anticancéreux.
L'Organisation mondiale de la santé classe la résistance aux antimicrobiens comme l'une des plus grandes menaces pour la santé mondiale aujourd'hui. Actuellement 700, 000 décès par an dans le monde, avec 25, 000 de ceux dans l'UE et 23, 000 aux États-Unis sont liés à la résistance aux antimicrobiens. Ces chiffres devraient atteindre 10 millions de décès par an d'ici 2050 si rien n'est fait pour s'attaquer au problème. Également, le cancer est lié à 8,2 millions de décès annuels dans le monde, avec la résistance à la chimiothérapie une limitation majeure au traitement.
Des études antérieures avaient établi un lien entre une diversité génétique élevée dans les infections bactériennes ou dans les cancers avec de mauvais résultats pour les patients traités avec des médicaments antimicrobiens ou chimiothérapeutiques. Les chercheurs de cette étude ont utilisé de la levure bourgeonnante, créer des populations de cellules avec plus de 10 millions de génomes randomisés différents, pour étudier comment la diversité génétique affecte la résistance. Ils ont fait évoluer ces derniers pour qu'ils se développent dans des médicaments antimicrobiens pendant 4 semaines, puis ont étudié les cellules de levure sensibles et résistantes.
Dr Ignacio Vazquez-Garcia, le premier auteur du Wellcome Trust Sanger Institute et de l'Université de Cambridge, a déclaré:"Nous avons constaté que le degré de diversité au sein de la population cellulaire - connu sous le nom d'hétérogénéité clonale - jouait un rôle majeur dans l'acquisition de la résistance antimicrobienne. En séquençant les génomes de cellules sensibles et résistantes, nous avons montré que certaines cellules étaient pré-adaptées, ou apprêté, tandis que d'autres cellules ont acquis de nouvelles mutations pour gagner en résistance."
En croisant ensuite les souches évoluées, les chercheurs ont pu étudier les processus évolutifs complexes impliqués dans le développement de la résistance. Ils ont pu voir non seulement quelles mutations conduisaient à la résistance - appelées mutations inductrices - mais aussi comment les mutations de fond les affectaient.
Ils ont découvert deux types de mutations du conducteur. Les cellules avec de faibles mutations conductrices avaient besoin d'autres mutations de fond pour bien se développer dans les médicaments antimicrobiens, cependant, les cellules présentant de fortes mutations motrices ont développé une résistance aux médicaments, quel que soit leur bagage génétique.
Professeur Gianni Liti, un auteur principal sur l'article de l'Institut de recherche sur le cancer et le vieillissement, Joli, a déclaré:"Nous avons pu étudier l'évolution dans le temps en combinant les séquences génomiques des populations cellulaires et en suivant les caractéristiques de croissance des cellules de levure. Nous avons constaté que le fond génétique avait une influence majeure sur le fait que des mutations plus faibles conféreraient ou non une résistance aux médicaments , et dans ces cas de nombreuses cellules différentes adaptées dans une vague. Cependant, avec n'importe quel fond génétique, les cellules avec de fortes mutations motrices pourraient "sauter" et supplanter les autres cellules qui se développent dans les médicaments."
Professeur Ville Mustonen, Auteur principal de l'Université d'Helsinki et précédemment au Wellcome Trust Sanger Institute, a déclaré :« Notre étude aide à comprendre l'évolution de la résistance aux médicaments, et a des implications non seulement pour la levure, mais aussi pour les bactéries et le cancer. Bien qu'une étude plus approfondie soit nécessaire, nous construisons des preuves pour montrer que la diversité génétique dans une infection bactérienne ou dans une tumeur en cours de traitement pourrait jeter les bases d'une résistance à la thérapie et affecter la rapidité avec laquelle la résistance se développe."
