La dissémination de gènes de résistance aux antibiotiques constitue une menace grave et mondiale pour la santé publique. Une nouvelle étude complète réalisée par des scientifiques de l’Université Hohai explore les origines évolutives, les facteurs écologiques sous-jacents à la prolifération et à la dissémination des gènes de résistance aux antibiotiques, ainsi que leurs implications environnementales de grande envergure.
Les gènes de résistance aux antibiotiques sont apparus comme l’une des menaces mondiales les plus urgentes pour la santé publique, avec leur dissémination dans les compartiments interconnectés des humains, des animaux et de l’environnement.
Ils ont été détectés dans certains des environnements les plus extrêmes et les plus intacts de la planète, notamment dans les profondeurs de la fosse des Mariannes, dans le sol immaculé de l’Alaska et dans les sédiments du pergélisol vieux de 30 000 ans, des environnements totalement épargnés par l’exposition anthropique aux antibiotiques.
Cette large distribution confirme une vérité essentielle : ces espèces bactériennes ont développé la capacité de tolérer les antibiotiques des millions d’années avant la production d’antibiotiques destinés à des applications cliniques et agricoles.
« La résistance aux antibiotiques n’a pas commencé avec la médecine moderne », a déclaré le Dr Guoxiang You, auteur correspondant de l’étude.
« De nombreux gènes de résistance ont évolué à l’origine pour aider les bactéries à survivre aux stress environnementaux, bien avant que les humains ne découvrent les antibiotiques. »
« Le véritable danger aujourd’hui vient de la façon dont les activités humaines brisent les barrières naturelles et permettent à ces gènes de se propager en agents pathogènes. »
« De nombreux gènes de résistance dérivent de gènes bactériens ordinaires ayant des rôles physiologiques essentiels, tels que le pompage de substances toxiques ou le transport de nutriments », ont expliqué les chercheurs.
« Au fil de l’évolution, ces gènes ont acquis la capacité de se défendre contre les antibiotiques comme fonction secondaire. »
Dans les écosystèmes non perturbés comme les sols, les lacs et les environnements éloignés, la plupart des gènes de résistance restent enfermés dans des communautés microbiennes spécifiques et présentent peu de risques pour la santé humaine.
« Une des principales raisons de ce confinement est l’incompatibilité génomique », ont-ils ajouté.
« Les bactéries génétiquement très différentes ne peuvent souvent pas facilement échanger et utiliser des gènes de résistance. »
« Cette inadéquation naturelle agit comme un pare-feu biologique, limitant la propagation de la résistance entre les espèces et les habitats. »
« Cependant, l’activité humaine affaiblit ce pare-feu. »
Dans cette revue, les auteurs soulignent comment l’agriculture, les rejets d’eaux usées, l’urbanisation et le commerce mondial augmentent la connectivité entre des environnements autrefois séparés.
Les antibiotiques utilisés en médecine et en élevage créent de fortes pressions de sélection, tandis que l’épandage du fumier, la réutilisation des eaux usées et la pollution de l’environnement rassemblent les bactéries du sol, des animaux et des humains.
Ces conditions facilitent la pénétration des gènes de résistance dans les microbes pathogènes.
« La connectivité des habitats induite par l’homme change tout », a déclaré le Dr Yi Xu, premier auteur de l’étude.
«Lorsque des bactéries provenant de différents environnements sont mises en contact de manière répétée sous la pression des antibiotiques, des gènes de résistance autrefois inoffensifs peuvent devenir une menace sérieuse pour la santé publique.»
« Les stations d’épuration des eaux usées sont identifiées comme des points chauds critiques, où de fortes densités bactériennes et des antibiotiques résiduels favorisent l’échange génétique. »
« Les sols agricoles fertilisés avec du fumier peuvent également servir de ponts, permettant aux gènes de résistance de passer du bétail aux bactéries environnementales et éventuellement de revenir aux humains par la nourriture, l’eau ou un contact direct. »
Il est important de noter que les scientifiques soulignent que tous les gènes de résistance ne sont pas également dangereux.
Une forte abondance dans l’environnement ne signifie pas automatiquement un risque élevé.
Comprendre quels gènes sont mobiles, compatibles avec les agents pathogènes humains et liés à la maladie est essentiel pour une surveillance et un contrôle efficaces.
Les chercheurs appellent à des stratégies centrées sur les écosystèmes pour lutter contre la résistance aux antibiotiques.
Il s’agit notamment de réduire l’utilisation inutile d’antibiotiques, d’améliorer les technologies de traitement des eaux usées, de gérer plus soigneusement le fumier et les boues et de protéger les écosystèmes relativement vierges qui servent de référence pour les niveaux de résistance naturelle.
« La résistance aux antibiotiques n’est pas seulement un problème médical », a déclaré le Dr You.
« C’est un problème écologique enraciné dans la façon dont nous interagissons avec l’environnement. »
« Protéger les antibiotiques pour les générations futures nécessite de protéger dès aujourd’hui l’intégrité des écosystèmes. »
« En intégrant la biologie évolutive, l’écologie microbienne et les sciences de l’environnement, une approche One Health offre la voie la plus réaliste pour relever l’un des plus grands défis de santé mondiale de notre époque. »
