Les travaux d'un géologue de l'Université du Kansas dans l'Extrême-Arctique norvégien ont révélé l'étonnante propagation mondiale de microbes résistants aux antibiotiques, y compris des "superbactéries" multirésistantes, qui pourraient avoir des implications désastreuses pour la santé humaine dans le monde entier.

Jennifer Roberts, professeur et titulaire de la chaire de géologie à la KU, a commencé par étudier la géochimie microbienne du dégel du pergélisol et sa libération de méthane, un puissant gaz à effet de serre qui accélère le changement climatique mondial.

Mais l'analyse de suivi des échantillons de sol collectés par Roberts dans la région de Kongsfjorden à Svalbard, Norvège, ont également montré que des gènes résistants aux antibiotiques ont été transférés dans des populations de microbes du sol dans l'un des endroits les plus reculés de la Terre. Les résultats de Roberts et d'une équipe internationale de collègues du Royaume-Uni et de Chine viennent d'être publiés dans la revue à comité de lecture Environnement International .

"L'étude a offert une bonne occasion de tester des échantillons de sol pour les gènes d'antibiotiques avec l'hypothèse que Svalbard était un endroit si éloigné et isolé, nous ne trouverions aucune preuve de tels gènes, " a déclaré Roberts. " En revanche, nous en avons trouvé un certain nombre, y compris des gènes résistants aux antibiotiques de superbactéries comme le gène de New Delhi, qui a fait son apparition en Inde il n'y a pas très longtemps. C'était une surprise - les gènes que nous avons trouvés avaient clairement un temps de transfert court entre leur découverte en Inde et leur détection dans l'Arctique quelques années plus tard. »

L'équipe de recherche a génétiquement séquencé l'ADN de 40 échantillons de sol à huit endroits à Svalbard, trouver 131 gènes résistants aux antibiotiques. Un gène de résistance aux antibiotiques trouvé s'appelle blaNDM-1. Détecté initialement à New Delhi en 2007, le gène déclenche une résistance aux antibiotiques carbapénèmes, un remède de dernier recours pour une maladie infectieuse autrement incurable. La propagation démontrée de blaNDM-1, en particulier, est très préoccupant, attirer l'attention sur la crise croissante de la résistance mondiale aux antibiotiques.

Les chercheurs affirment que les gènes résistants aux antibiotiques n'auraient pu emprunter que quelques voies vers l'Arctique.

"Ils provenaient probablement d'agents pathogènes qui ont été exposés plusieurs fois à différents types d'antibiotiques - c'est ainsi que nous obtenons ces souches extrêmement résistantes aux antibiotiques, où elles persistent malgré le recours aux traitements de « dernier recours », ", a déclaré Roberts. "Certains des sites où nous avons trouvé la souche de gène New Delhi ne sont pas très loin de la principale base de recherche, il y a donc une possibilité que des déchets humains soient impliqués. Nous avons également observé des colonies d'oiseaux nicheurs dans des endroits à faible altitude, comme les petits lacs et autres sources d'eau libre pendant le dégel maximal, et c'est là que nous avons vu les plus fortes concentrations de ces gènes. Nous les avons également détectés dans des endroits qui n'avaient pas d'eau libre mais qui avaient beaucoup de petits animaux comme des renards, et vous pouvez tracer un vecteur entre un point d'eau ou un petit lac où vous avez beaucoup d'oiseaux et de petits mammifères qui vont boire et puis ramasser les gènes qui s'y trouvent."

Roberts, dont l'expertise de recherche porte sur l'hydrochimie et la géochimie microbienne, a travaillé pour développer une référence pour les gènes résistants aux antibiotiques naturellement présents au Svalbard afin que l'équipe puisse les distinguer des gènes multirésistants « étrangers » transférés dans l'Arctique à partir de régions où les antibiotiques sont utilisés dans les populations humaines et animales pour traiter les maladies.

« Parce que la migration de ces gènes est si préoccupante, la question suivante devient, "Ces gènes résistants aux antibiotiques sont-ils natifs ou ont-ils été transférés ?", a-t-elle déclaré. importés d'autres sources. Nous l'avons fait en examinant les apports nutritionnels dans le sol, qui sont très, très faible dans ces sols arctiques. Nous avons ensuite pu lier les gènes résistants aux antibiotiques à ce qui semble être une nouvelle source de phosphate importée de l'extérieur - et la source la plus probable de phosphate est les matières fécales, soit dans les eaux usées humaines, soit, plus que probable, guano d'oiseau."

Selon Roberts, la résistance aux antibiotiques a voyagé entre les microbes via un « transfert latéral de gènes ». Dans ce processus, les agents pathogènes se déplacent dans l'eau par les matières fécales, meurent et libèrent de grandes quantités de matériel génétique libre dans l'eau. Ce matériel génétique ne se dégrade pas facilement, avec pour résultat que d'autres organismes finissent par capter les gènes, ainsi que leur résistance.

"Ce n'est pas que nous ayons une sorte de communauté robuste d'E. coli ou d'autres agents pathogènes vivant dans les eaux de surface de l'Arctique, " dit Roberts. " Au lieu de cela, un agent pathogène résistant aux antibiotiques a été importé de sources extérieures - et maintenant cette résistance a été dispersée à mesure que les gènes sont captés par d'autres organismes qui étaient déjà peuplés dans l'environnement. »

Roberts a déclaré que la découverte de l'équipe montre que la résistance aux antibiotiques multimédicaments est désormais de nature mondiale.

"Nous devons nous rappeler que nous avons des antibiotiques, comme la pénicilline, des micro-organismes du sol pour commencer, " dit-elle. " Les micro-organismes ont utilisé des capacités de résistance pour surmonter les immunités dans l'environnement pendant longtemps, produisant des gènes résistants aux antibiotiques qui sont considérés comme naturels et natifs. Mais avec l'utilisation d'antibiotiques fabriqués pour les humains et les animaux partout dans le monde, nous avons vu une évolution rapide des gènes résistants. Nous avons trouvé des gènes résistants aux antibiotiques natifs et évolués dans l'Arctique. Le problème est qu'avec une résistance qui s'étend à cette échelle, nous approchons peut-être d'une ère post-antibiotique où aucun de nos antibiotiques ne fonctionne parce que les agents pathogènes que nous essayons de combattre ont récupéré des gènes résistants via l'évolution ou le transfert latéral."

Roberts a déclaré que les conclusions de l'équipe montrent l'importance d'une gestion plus prudente de l'utilisation des antibiotiques et la nécessité d'un meilleur traitement des eaux usées dans le monde.

"Notre utilisation humaine et animale des antibiotiques peut avoir des impacts qui nous dépassent et au-delà de nos communautés locales - ils sont mondiaux, " Il est vraiment important pour nous de commencer à penser à la gestion du système d'approvisionnement en eau et à l'utilisation des antibiotiques de manière globale, et de commencer à réduire et à contrôler une partie de la propagation qui n'est clairement pas contrôlée pour le moment. "