Une nouvelle recherche dirigée par la professeure adjointe de physique de l'Université Carnegie Mellon, Shiladitya Banerjee, démontre comment certains types de bactéries peuvent s'adapter à une exposition à long terme aux antibiotiques en changeant leur forme. Le travail a été publié dans la revue Physique de la nature .

L'adaptation est un processus biologique fondamental qui pousse les organismes à modifier leurs traits et leur comportement pour mieux s'adapter à leur environnement, qu'il s'agisse de la célèbre diversité de pinsons observée par le biologiste pionnier Charles Darwin ou des nombreuses variétés de bactéries avec lesquelles les humains coexistent. Alors que les antibiotiques ont longtemps aidé les gens à prévenir et à guérir les infections bactériennes, de nombreuses espèces de bactéries ont de plus en plus su s'adapter pour résister aux traitements antibiotiques.

Les recherches de Banerjee à Carnegie Mellon et dans son poste précédent à l'University College London (UCL) se sont concentrées sur la mécanique et la physique derrière divers processus cellulaires, et un thème commun dans son travail a été que la forme d'une cellule peut avoir des effets majeurs sur sa reproduction et sa survie. Avec des chercheurs de l'Université de Chicago, il a décidé de creuser comment l'exposition aux antibiotiques affecte la croissance et les morphologies de la bactérie Caulobacter crescentus, un organisme modèle couramment utilisé.

"À l'aide d'expériences monocellulaires et de modélisation théorique, nous démontrons que les changements de forme cellulaire agissent comme une stratégie de rétroaction pour rendre les bactéries plus adaptatives aux antibiotiques survivants, " Banerjee a dit de ce que lui et ses collaborateurs ont trouvé.

Lorsqu'il est exposé à des doses moins que létales de l'antibiotique chloramphénicol sur plusieurs générations, les chercheurs ont découvert que les bactéries changeaient radicalement de forme en devenant plus larges et plus courbées.

« Ces changements de forme permettent aux bactéries de surmonter le stress des antibiotiques et de reprendre une croissance rapide, " a déclaré Banerjee. Les chercheurs sont arrivés à cette conclusion en développant un modèle théorique pour montrer comment ces changements physiques permettent aux bactéries d'atteindre une courbure plus élevée et un rapport surface/volume plus faible, ce qui permettrait à moins de particules d'antibiotiques de traverser leurs surfaces cellulaires au fur et à mesure de leur croissance.

"Cette idée a de grandes conséquences pour la santé humaine et stimulera probablement de nombreuses autres études moléculaires sur le rôle de la forme cellulaire sur la croissance bactérienne et la résistance aux antibiotiques, " a déclaré Banerjee.

Parmi les autres auteurs de l'étude figuraient Aaron R. Dinner, Klevin Lo et Norbert F. Scherer de l'Université de Chicago; et Nikola Ojkic et Roisin Stephens, anciens membres du groupe de recherche Banerjee à l'UCL.