Une sous-population cellulaire notoire est la clé de l’échec des antibiotiques, selon les scientifiques

La surutilisation d’antibiotiques peut conduire à une résistance aux antibiotiques, mais la résistance classique aux antibiotiques n’explique peut-être pas complètement pourquoi les antibiotiques échouent parfois. Des sous-populations de bactéries appelées cellules persistantes peuvent survivre en présence de doses mortelles d’antibiotiques pendant des périodes prolongées. Bien que les cellules persistantes aient fait l’objet de recherches intensives, les preuves les liant à de mauvais résultats pour les patients sont limitées.

Les scientifiques dirigés par le microbiologiste Brian Conlon, Ph.D. de l’École de médecine de l’UNC, et Josh Parsons, MD, Ph.D., chercheur en maladies infectieuses de la Duke School of Medicine, ont maintenant montré qu’E. coli peut évoluer chez les patients pour produire davantage de cellules persistantes. et cela conduit à une survie accrue aux antibiotiques.

Publier leur travail dans le Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS), Conlon et ses collègues ont utilisé une combinaison de données sur des patients, d’isolats cliniques et de modèles animaux pour montrer que les cellules persistantes contribuent à l’échec des antibiotiques alors que la résistance classique aux antibiotiques n’explique pas un tel échec.

“Pendant des décennies, de nombreux scientifiques du monde entier ont étudié la formation persistante, et nous avons continuellement été mis au défi de fournir des preuves de leur importance dans le monde réel”, a déclaré Conlon, auteur principal et professeur agrégé de microbiologie et d’immunologie. “Nous pensons que notre article constitue la preuve la plus solide soutenant l’importance des cellules persistantes en clinique.”

Les scientifiques et les médecins tirent la sonnette d’alarme : la surutilisation des antibiotiques, en particulier lorsque les médecins ne sont pas sûrs qu’un patient souffre d’une infection bactérienne, rend notre arsenal d’antibiotiques moins efficace, conduisant à ce que nous appelons la résistance aux antibiotiques, une préoccupation mondiale.

Cependant, certains scientifiques pensent depuis longtemps que l’échec du traitement antibiotique n’est peut-être pas si simple et que des facteurs supplémentaires étaient nécessaires pour comprendre l’échec du traitement antibiotique, en particulier lorsque la résistance aux antibiotiques n’a pas été identifiée. Certains de ces scientifiques étudient les cellules persistantes, qui sont des sous-populations de bactéries capables de résister aux antibiotiques pendant une période prolongée.

Malgré la richesse de la littérature scientifique sur le sujet, Conlon a déclaré qu’il restait difficile de savoir dans quelle mesure ce phénomène persistant avait contribué à l’échec du traitement antibiotique en clinique. Grâce à une collaboration avec les chercheurs de Duke Josh Thaden, MD, Ph.D., et Vance Fowler, Jr., MD, le laboratoire de Conlon a décidé de mener des recherches par étapes pour étudier le rôle possible des cellules persistantes dans l’échec des antibiotiques.

En utilisant des isolats cliniques de bactériémie d’E. coli (bactéries provenant du sang des patients), Conlon, le premier auteur Joshua Parsons, MD, Ph.D., chercheur en maladies infectieuses à l’Université Duke, et ses collègues ont découvert que des mutants hautement persistants évoluaient chez les patients. Les chercheurs ont ensuite documenté une multiplication par 100 du nombre de persistants chez l’un de ces mutants lorsqu’il était confronté aux antibiotiques exacts que les médecins avaient utilisés pour traiter les patients chez lesquels E. coli avait été isolé.

Les bactéries mutantes n’ont montré aucune perte de condition physique dans un modèle d’infection chez la souris et ont affiché une survie 10 fois plus élevée après la provocation aux antibiotiques.

Surtout, Conlon a déclaré que son équipe avait documenté les infections et les protocoles de traitement des patients à qui on avait prescrit des antibiotiques pour éliminer les infections à E. coli. Conlon a déclaré que la résistance classique aux antibiotiques n’était pas responsable des mauvais résultats chez les patients qui n’avaient pas éliminé l’infection avec des antibiotiques.

“En raison de cette recherche, nous pensons que la formation de persistances est probablement un contributeur significatif à l’échec du traitement antibiotique chez les patients”, a déclaré Conlon. “Notre recherche suggère fortement que la formation de persistance est une mesure importante à prendre en compte lors du traitement de patients avec des antibiotiques.”

Il a également déclaré que les chercheurs devraient développer des techniques pour identifier les mutants susceptibles de mal répondre aux antibiotiques, car ces informations influenceraient les choix de traitement ou la durée du traitement. De plus, le développement de nouvelles approches thérapeutiques pour cibler et tuer les patients persistants pourrait améliorer les résultats du traitement des patients.