Que sont les superbactéries ?

Avez-vous déjà entendu le terme ≪ superbactérie ≫ ? Si oui, comprenez-vous ce qu’il signifie ? Une superbactérie est simplement une bactérie qui provoque des maladies et qui n’est pas facilement traitable par des antibiotiques. Les bactéries deviennent des superbactéries en acquérant des gènes qui les rendent insensibles aux antibiotiques. Une bactérie obtient généralement le statut de superbactérie lorsqu’au moins deux antibiotiques ne peuvent plus la tuer. En général, le développement d’une superbactérie est un processus lent, mais de nos jours, les gens utilisent des antibiotiques quand ils n’en ont pas vraiment besoin. L’utilisation excessive ou incorrecte des antibiotiques accélère l’évolution des superbactéries. En l’absence d’un moyen efficace pour traiter les superbactéries, celles-ci sont devenues un problème majeur, en infectant des milliers de personnes. Si les superbactéries continuent d’évoluer au rythme actuel, la population mondiale pourrait être gravement touchée : d’ici 2050, plus de 400 millions de personnes pourraient mourir d’une infection par une superbactérie [1].

Comment les épidémies d’origine alimentaire se produisent-elles et que faisons-nous pour y remédier ?

L’Organisation mondiale de la santé (OMS) a identifié 12 bactéries qui sont des superbactéries. Parmi celles-ci, une bactérie appelée Salmonella (salmonelles) est particulièrement problématique car elle peut non seulement infecter les animaux mais également survivre dans la terre, l’eau et l’alimentation. Il existe plus de 2 000 types différents de salmonelles [2]. Parmi ces types, seuls une cinquantaine provoquent des maladies humaines et ont le statut de superbactéries. Les types de salmonelles à l’origine des infections humaines sont transmis à l’homme par contact direct avec des animaux colonisés par des salmonelles ou par la consommation d’aliments contaminés (Figure 1).

Les aliments contaminés sont une source fréquente d’épidémies de salmonelles. Les denrées alimentaires peuvent être contaminées à différentes étapes de la chaîne d’approvisionnement. Par exemple, un poulet peut attraper des salmonelles à la ferme ou sa viande peut être exposée à des salmonelles dans l’usine de conditionnement de la viande. Lors d’une épidémie de salmonellose d’origine alimentaire, un grand nombre de personnes sont souvent infectées en peu de temps.

Cela est dû au fait que le système d’approvisionnement alimentaire mondial est très complexe. Par exemple, aux États-Unis, les aliments proviennent de nombreux fournisseurs nationaux ou internationaux, qui les conditionnent et les distribuent ensuite par le biais d’un système d’approvisionnement complexe (Figure 2). Une contamination quelque part dans le système d’approvisionnement pourrait exposer des millions de personnes à une infection, ce qui déclencherait une épidémie. Chaque année, plus de 700 millions de dollars sont dépensés pour faire face aux seules épidémies de salmonellose. Maintenant que vous savez comment une épidémie commence, vous vous demandez peut-être comment les scientifiques l’arrêtent.

Étant donné que de nombreux antibiotiques ne sont pas efficaces pour traiter les superbactéries, comme les salmonelles, une stratégie pour limiter les infections consiste à identifier la source de contamination et à retirer les aliments contaminés du système d’approvisionnement. C’est ce qu’on appelle la traçabilité des épidémies. La traçabilité des épidémies est très importante : après avoir découvert la source, il devient plus facile de contenir l’épidémie et de l’empêcher de se propager. Une méthode courante de traçage des épidémies consiste à prélever un échantillon de la bactérie sur un patient infecté, puis à la cultiver en laboratoire. Ensuite, les scientifiques prélèvent des échantillons de toutes les sources suspectes, les cultivent également, puis comparent leurs propriétés chimiques à celles de l’échantillon du patient. Cette méthode de traçage des épidémies est à la fois coûteuse et longue. Un autre problème de cette méthode est qu’elle n’est pas assez spécifique pour différencier le type de salmonelles à l’origine de l’épidémie des autres types qui peuvent simplement être présents dans l’environnement.

Cette ancienne méthode de traçage des épidémies n’est pas non plus très utile si la source de l’épidémie est très éloignée. Par exemple, cette méthode serait probablement incapable d’identifier la source d’une épidémie de salmonelles dans plusieurs états des États-Unis qui serait causée par des poissons provenant d’Inde, car il est difficile d’obtenir un échantillon de poisson provenant d’Inde depuis les États-Unis. Grâce aux progrès de la technologie, une nouvelle méthode appelée séquençage du génome entier (WGS) a été mise au point. Elle permet d’identifier les sources des épidémies même lorsqu’elles proviennent de lieux très éloignés [3].

Qu’est-ce que le wgs, et comment est-il utilisé pour le traçage des épidémies ?

Le séquençage du génome entier a été d’abord été développé au milieu des années 1990 [4]. Les découvertes fondamentales qui ont conduit au développement du WGS sont attribuées à une équipe de scientifiques de l’université de Cambridge. Le WGS ne permet pas directement de trouver la source de l’épidémie, ni la bactérie à l’origine de l’épidémie. Le WGS fournit plutôt des données qui peuvent être utilisées pour trouver toutes ces informations et plus encore. Le WGS lit la séquence entière de l’ADN d’une bactérie, qui est composée de quatre éléments plus petits appelés bases, représentés par les lettres A, T, G et C. La séquence entière de l’ADN d’un organisme est appelée son génome, et chaque type d’organisme possède un génome unique. Alors que l’ancienne méthode de traçage des épidémies fournit un maximum de 1 000 points de données pour comparer deux bactéries, le WGS offre plus de 300 000 points de données pour la comparaison.

Les données générées par le WGS sont utilisées pour comparer, à l’aide de programmes informatiques, les différences de séquence entre les échantillons bactériens. Pour effectuer ces comparaisons, les scientifiques comparent la séquence d’ADN de la bactérie à l’origine de l’épidémie aux séquences d’ADN de bactéries qui sont des suspects possibles. Pour les salmonelles, les scientifiques extraient les salmonelles de l’aliment contaminé à l’origine de l’épidémie, puis sélectionnent les séquences, stockées dans l’ordinateur, des différents types de salmonelles qu’ils pensent être à l’origine de l’épidémie. Le programme informatique vérifie la similitude de chaque séquence d’ADN ≪ suspecte ≫ avec l’échantillon provenant de la source alimentaire contaminée, puis génère un résultat qui montre à quel point la bactérie réelle est proche des suspects possibles.

Plus les séquences d’ADN correspondent, plus il est probable que le suspect soit à l’origine de l’épidémie (Figure 3). Vous pouvez trouver intéressant de savoir que le WGS n’est pas seulement utilisé pour tracer les épidémies bactériennes, mais également pour retracer l’ascendance des personnes à travers leur ADN.

Conclusion

Normalement, lorsqu’une personne est infectée par une bactérie, elle est traitée avec des antibiotiques. Cependant, les antibiotiques sont inefficaces avec les superbactéries et ces infections sont donc extrêmement difficiles à traiter. Pire encore, si une bactérie n’est pas traitée rapidement, il y a plus de chances qu’elle se propage à d’autres personnes. Chaque année, les infections d’origine alimentaire dues à des superbactéries rendent malades 47 millions de personnes et en tuent des milliers.

Le séquençage du génome entier est extrêmement important car il permet de suivre les superbactéries avec précision. En raison de la complexité du système d’approvisionnement alimentaire mondial, il est devenu difficile de trouver la source des épidémies de superbactéries, telles que les salmonelles. De meilleures méthodes de suivi, comme le WGS, sont nécessaires pour aider les scientifiques à contenir les épidémies. Un meilleur suivi peut également réduire le coût du suivi des épidémies et les quantités de fournitures utilisées. Un bon suivi aide également les scientifiques à faire de meilleures prédictions sur le lieu et le moment où une épidémie pourrait se produire, ce qui nous aidera finalement à réduire le nombre d’épidémies de superbactéries et à sauver des milliers de vies.

Glossaire

Superbactérie: ↑ Une bactérie qui a développé une résistance à au moins deux antibiotiques.

Traçage des Épidémies: ↑ Le processus consistant à remonter jusqu’à la source d’une épidémie pour empêcher que d’autres personnes soient infectées.

Séquence d’ADN: ↑ Les instructions génétiques qui sont codées dans les bactéries et autres organismes vivants.

Bases: ↑ Les quatre éléments constitutifs de l’ADN, représentés par les lettres A, T, G et C.

Génome: ↑ C’est la séquence entière de l’ADN d’un organisme.

Conflit d’intérêts

Les auteurs déclarent que les travaux de recherche ont été menés en l’absence de toute relation commerciale ou financière pouvant être interprétée comme un potentiel conflit d’intérêts.

Remerciements

Les auteurs remercient Alex Kidangathazhe pour son aide dans la préparation des figures, la rédaction du manuscrit et les révisions. Il est en septième année à l’école intermédiaire Mickelson, à Brookings, Dakota du Sud. Ses passe-temps sont le piano, la cuisine, la pâtisserie et la lecture ! Il espère être médecin et rechercher de nouveaux remèdes et vaccins. L’écriture est une autre de ses passions. Il estime que l’écriture lui permet de mieux comprendre le sujet et d’aider les autres. Il aime également voyager et faire connaissance avec de nouvelles personnes.

Déclaration d’utilisation des outils d’IA

Tout texte alternatif fourni avec les figures de cet article a été généré par Frontiers grâce à l’intelligence artificielle. Des efforts raisonnables ont été déployés pour garantir son exactitude, notamment par une relecture par les auteurs lorsque cela était possible. Si vous constatez des problèmes, veuillez nous contacter.