Des scientifiques du Genome Institute of Singapore (GIS) d'A*STAR ont découvert comment les entérobactéries productrices de carbapénèmase (CPE) - une bactérie multirésistante - se cachent parmi les communautés bactériennes intestinales chez les porteurs humains asymptomatiques. L'étude a été publiée dans Nature Microbiology .

La colonisation à long terme du microbiome intestinal par les CPE, une famille de bactéries résistantes à la plupart des antibiotiques, est un sujet de préoccupation croissant pour la santé publique car elle peut entraîner une transmission communautaire et des infections CPE potentiellement mortelles. Les personnes peuvent être colonisées par des bactéries EPC (par exemple, E. coli ou K. pneumoniae) par contact avec des surfaces contaminées ou par la consommation d'aliments contaminés ; la consommation prolongée d'antibiotiques peut aussi être un facteur de risque de colonisation. Certaines personnes peuvent développer des infections CPE, et le traitement implique souvent l'utilisation de plusieurs antibiotiques de "dernier recours". Dans certains cas graves, les échecs thérapeutiques entraînent un taux de mortalité élevé (jusqu'à 50 %) chez les patients hospitalisés.

Un endroit où les scientifiques pensent que le CPE se cache est dans l'intestin humain, le colonisant de manière asymptomatique et masqué par les billions de bonnes bactéries qui s'y trouvent, attendant l'occasion de provoquer des infections ou de les transmettre à d'autres individus.

Pour étudier les effets de la colonisation par le CPE et de la décolonisation ultérieure sur le microbiome intestinal, l'équipe a collaboré avec l'hôpital Tan Tock Seng (TTSH) pour examiner le microbiome intestinal des sujets positifs au CPE et des membres de leur famille pendant un an.

Ils ont suivi les bactéries intestinales en analysant leurs signatures d'ADN métagénomique et ont découvert que le CPE n'est pas complètement silencieux dans l'intestin. L'équipe a découvert que la colonisation par le CPE laisse des traces révélatrices en épuisant les bactéries clés dont les fonctions sont liées au maintien de la santé intestinale en maîtrisant l'inflammation.

L'équipe a également découvert que la colonisation par le CPE était dynamique et pouvait potentiellement conduire à l'échange d'éléments génétiques qui confèrent une résistance aux antibiotiques entre les espèces bactériennes.

En analysant l'ensemble des séquences du génome des souches de CPE, ils ont trouvé des mutations dans des gènes fonctionnels clés et des différences dans les profils de résistance aux antibiotiques entre des souches hautement similaires d'Escherichia coli (E. coli) et de Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae) qui pourraient expliquer pourquoi le CPE est capable pour réussir à se cacher dans l'intestin. Le rééquilibrage des bactéries intestinales, en particulier en termes d'espèces clés qui modulent l'inflammation intestinale, pourrait fournir un moyen de promouvoir la décolonisation des CPE et de prévenir la transmission ultérieure de la résistance aux antibiotiques.

Le Dr Niranjan Nagarajan, chef de groupe du Laboratoire des technologies métagénomiques et des systèmes microbiens et directeur associé de l'architecture du génome au GIS, ainsi que l'auteur correspondant de l'étude, déclare que "la résistance aux antimicrobiens est un défi majeur de santé publique avec un impact important sur systèmes de soins de santé à Singapour. Notre étude met en lumière un phénomène important qui préoccupe les cliniciens des maladies infectieuses du monde entier.

"Les CPE sont particulièrement inquiétants en termes de résistance aux antimicrobiens car ils portent les gènes de résistance sur des éléments mobiles qui peuvent être échangés entre les bactéries, créant ainsi rapidement des superbactéries à partir de bactéries autrement inoffensives. Ils sont comme des assassins mortels se cachant à la vue parmi les bactéries intestinales. Pourtant , leur présence ne passe pas inaperçue par la foule bactérienne intestinale, et peut-être que la clé pour les éliminer est d'exploiter le pouvoir de la foule."

Le Dr Jonathan Teo Jin Yuan, chercheur au Laboratoire des technologies métagénomiques et des systèmes microbiens en SIG, et co-auteur principal de l'étude, déclare que « les études antérieures sur le CPE se sont largement concentrées sur l'épidémiologie et les aspects moléculaires de l'infection, mais le l'histoire naturelle de la colonisation de l'intestin par le CPE est restée inexplorée. Notre étude était unique car elle a suivi des patients colonisés par le CPE et les membres de leur famille pendant un an, nous permettant de suivre les changements dans leurs communautés bactériennes intestinales.

"Nous avons utilisé des technologies métagénomiques de pointe pour sonder en profondeur la génétique de leurs bactéries intestinales, suivre les changements au niveau du génome entier, puis analyser l'évolution de leurs communautés bactériennes intestinales en relation avec la colonisation par les CPE."

Le professeur Patrick Tan, directeur exécutif du GIS, déclare que "la résistance aux antimicrobiens est souvent considérée comme la prochaine menace pandémique qui pourrait submerger les systèmes de santé dans le monde entier. Parmi les organismes préoccupants, les CPE sont proches du haut de la liste en raison de leur capacité pour transmettre la résistance aux antibiotiques et coloniser l'intestin humain, même en l'absence d'infection manifeste et d'utilisation d'antibiotiques."

« En étudiant la colonisation intestinale du CPE à l'aide d'outils génomiques avancés, nous avons pu découvrir des informations clés qui pourraient nous aider à réduire la colonisation intestinale, à prévenir la propagation de ces agents pathogènes et, par conséquent, à protéger notre communauté et nos systèmes de soins de santé. + Explorer plus loin

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