Il était caché dans une couche de glace vieille de 5 000 ans dans une grotte souterraine en Roumanie. Il s’agit d’une bactérie « ancêtre » qui s’est révélée résistante à 10 antibiotiques modernes. Un groupe de scientifiques l’a découvert. Mais contrairement à ce que l’on pourrait penser, ce micro-organisme, certes menaçant, pourrait également offrir l’opportunité de développer de nouvelles stratégies contre les superbactéries. Les bactéries, expliquent les auteurs de l’étude publiée dans « Frontiers in Microbiology », ont évolué pour s’adapter à toutes les conditions les plus extrêmes sur Terre, de la chaleur torride aux températures bien en dessous de zéro. Les grottes de glace ne sont qu’un des environnements qui les hébergent et cette variété d’habitants invisibles représente une source de diversité génétique encore peu étudiée.
La recherche
L’équipe de chercheurs qui a fait la découverte en Roumanie a testé les profils de résistance aux antibiotiques de la souche bactérienne découverte dans la grotte de glace de Scarisoara pour tenter de documenter comment la résistance évolue et se propage naturellement. Le micro-organisme s’appelle « Psychrobacter SC65A.3 – rapporte Cristina Purcarea, scientifique principale à l’Institut de biologie de Bucarest de l’Académie roumaine – et malgré son origine ancienne, il présente une résistance à de nombreux antibiotiques modernes. Il porte avec lui plus de 100 gènes liés » à cette capacité de protection. Mais en même temps, « il peut également inhiber la croissance de plusieurs superbactéries importantes résistantes aux antibiotiques et a montré des activités enzymatiques avec un potentiel biotechnologique important », assure le chercheur.
Comment cette bactérie peut-elle nous aider ?
En quoi pourrait-il être utile d’enquêter sur le « cold case » de la résistance ancienne aux médicaments modernes ? Psychrobacter SC65A.3 est une souche du genre Psychrobacter, une bactérie adaptée aux environnements froids. Certaines espèces peuvent provoquer des infections chez les humains ou les animaux. Cette « famille » de germes possède un potentiel biotechnologique, mais ses profils de résistance aux antibiotiques sont largement inconnus. « L’étude de microbes comme celui-ci, récupérés dans des dépôts de glace millénaires dans des grottes, révèle comment la résistance a évolué naturellement dans l’environnement bien avant l’utilisation des antibiotiques modernes », précise Purcarea. L’équipe a prélevé une carotte de glace de 25 mètres dans la zone de la grotte connue sous le nom de « Grande Salle ». Ce cylindre gelé est comme une sorte d’« encyclopédie » représentant une chronologie de 13 mille ans. Pour éviter toute contamination, les fragments de glace extraits de la carotte ont été placés dans des sacs stériles et conservés congelés pendant le transport jusqu’au laboratoire. Là, les chercheurs ont isolé plusieurs souches bactériennes et séquencé leurs génomes pour déterminer quels gènes leur permettent de survivre à basse température et lesquels leur confèrent une résistance et une activité antimicrobiennes.
Les chercheurs ont testé la résistance de la souche SC65A à 28 antibiotiques appartenant à 10 classes couramment utilisées ou réservées au traitement des infections bactériennes. De cette façon, ils pourraient vérifier si les mécanismes prédits se traduisaient par une résistance mesurable. « Les 10 antibiotiques auxquels nous avons découvert une résistance sont largement utilisés en pratique clinique, dans les thérapies orales et injectables pour une série d’infections bactériennes graves », explique Purcarea. Des maladies telles que la tuberculose, la colite et les infections des voies urinaires peuvent être traitées avec certaines des molécules auxquelles les chercheurs ont découvert une résistance, notamment la rifampicine, la vancomycine et la ciprofloxacine. SC65A.3 est la première souche de Psychrobacter pour laquelle une résistance à certains antibiotiques a été observée, notamment le triméthoprime, la clindamycine et le métronidazole. Ces médicaments sont utilisés pour traiter les infections des voies urinaires, les infections pulmonaires, cutanées ou sanguines et les infections du système reproducteur. Le profil de résistance du SC65A.3 suggère que les souches capables de survivre dans des environnements froids pourraient agir comme réservoirs de gènes de résistance, c’est-à-dire des séquences d’ADN spécifiques qui les aident à survivre à une exposition aux médicaments.
Ces microbes représentent à la fois une menace et une promesse. « Si la fonte des glaces les libère », leurs gènes boucliers « pourraient se propager aux bactéries modernes, exacerbant le défi mondial de la résistance aux antibiotiques », explique Purcarea. « D’un autre côté, les micro-organismes en question produisent des enzymes et des composés antimicrobiens uniques qui pourraient inspirer de nouveaux antibiotiques, enzymes industrielles et autres innovations biotechnologiques. » Dans le génome de Psychrobacter SC65A.3, les chercheurs ont découvert près de 600 gènes aux fonctions inconnues, ce qui en fait une source inexplorée pour découvrir de nouveaux mécanismes biologiques.
L’analyse a également révélé 11 gènes qui pourraient théoriquement tuer ou bloquer la croissance d’autres bactéries, champignons et virus. Un potentiel « ancien », soulignent les experts, qui devient de plus en plus important dans un monde – le monde moderne – où la résistance aux antibiotiques constitue une préoccupation croissante. Car cela signifie remonter aux génomes du passé et découvrir le rôle éventuellement important joué par le milieu naturel dans la propagation et l’évolution de cette résistance. « Les bactéries anciennes sont essentielles à la science et à la médecine », conclut Purcarea, « mais une manipulation prudente et des mesures de sécurité en laboratoire sont essentielles pour atténuer le risque de propagation incontrôlée. »
