Le réservoir de résistance aux antibiotiques

La sélectomique pour suivre et prédire l’émergence de résistances aux antibiotiques

Concours : Programme FOCUS 2011
Financement : 2 000 000 $ / 3 ans
Début : Septembre 2011
Projet complété

La recherche des causes du problème de taille posé par la résistance bactérienne aux antibiotiques, mène inévitablement à la flore microbienne du tractus intestinal. En vue de développer des techniques pour concevoir des produits pharmaceutiques efficaces, les chercheurs approfondissent leurs connaissances de cet écosystème microbien complexe de cette partie du corps humain, qui hébergerait nombre de gènes responsables de la perte d’efficacité des agents antibactériens.

Le défi

Les antibiotiques se classent parmi les médicaments les plus efficaces de la médecine moderne, car ils permettent de guérir la plupart des infections bactériennes qui autrement peuvent sérieusement menacer la santé humaine. Des douzaines de ces puissantes molécules ont été découvertes au 20e siècle, notamment les pénicillines et les céphalosporines, mais les difficultés ainsi que les coûts croissants liés à la découverte de nouveaux antibiotiques ont poussé les plus importantes sociétés pharmaceutiques à abandonner ce domaine d’activité. En revanche, les bactéries auxquelles s’attaquent les médicaments existants n’ont cessé d’évoluer, si bien qu’elles résistent désormais à plusieurs antibiotiques. Combinée à l’extrême rareté des nouveautés en matière d’antibiotiques, cette résistance accrue complique sévèrement le traitement de certaines infections.

La solution

Pour relever les défis liés à la surveillance et à la prédiction de l’émergence de la résistance aux antibiotiques chez les bactéries, les chercheurs de l’Université Laval recourent à la sélectomique. Leur équipe avance que les microbes du tractus intestinal servent de réservoir de gènes de résistance et que l’ensemble des gènes microbiens de notre flore, le microbiome, est un écosystème clé où les gènes de résistance peuvent être sélectionnés et éventuellement transférés à des espèces pathogènes. En analysant le microbiome humain, il sera possible de déterminer les différentes formes de résistances aux antibiotiques originant de notre propre corps, de comprendre, de prévoir et de suivre leur transmission entre les microbes, puis d’établir le rôle joué par la pression sélective des antibiotiques dans l’émergence de la résistance pour, au final, ouvrir la voie à de nouvelles stratégies de découverte de drogues. La méthode développée dans le projet, la sélectomique, procurera des outils utiles afin d’évaluer le potentiel de nouveaux composés chimiques à sélectionner la résistance, ce qui permettra de développer des molécules plus efficaces dont nous avons besoin de manière urgente pour lutter contre les infections.

Principales réalisations

Depuis le début du projet en 2011, des échantillons fécaux de 40 participants ont été recueillis afin de tracer un portrait représentatif du microbiome intestinal humain. Après l’exposition des participants à un antibiotique couramment utilisé de la famille des ß-lactamines, leurs échantillons fécaux ont été soumis à une batterie de criblages à haut débit visant à caractériser les gènes responsables de la résistance à cette classe d’antibiotiques. Une banque de données sans précédent a été créée, contenant plus de 1 700 types de gènes de résistance constituée de plus de 100 000 séquences. Largement automatisée pour faciliter la recherche de séquences et son expansion, cette banque de données sera rendue publique dès 2015. En utilisant la version actuelle de cette banque, 72 métagénomes intestinaux et 288 cultures de microbiotes intestinaux issus du projet ont été analysés. Les données constituent plus de 1 593 milliards de nucléotides utilisés pour déterminer l’effet de l’exposition aux médicaments antibactériens sur le microbiote humain. En plus de ces nombreux gènes de résistance, une collection complète d’isolats résistants cultivables issus de la sélectomique, accompagnée de documents décrivant les méthodes utilisées, sera transmise aux membres de l’industrie pharmaceutique, partenaires du CQDM.

Retombées

Les infections bactériennes affectant des centaines de millions de personnes chaque année, le projet aura des retombées socioéconomiques considérables, car beaucoup d’infections ne réagissent pas aux antibiotiques. Puisque la découverte de nouveaux antibiotiques reste au point mort et que les gènes de résistance continuent de réduire l’efficacité des médicaments actuels, de nombreuses infections seront incurables d’ici le milieu du 21e siècle, menaçant ainsi notre société. Grâce à cette étude, nous comprendrons mieux comment notre corps permet aux bactéries d’acquérir de la résistance aux drogues et nous disposerons d’outils qui identifieront rapidement les gènes de résistance neutralisant les candidats médicaments. Cette capacité devrait permettre de dynamiser la recherche de nouveaux antibiotiques en minimisant les risques qu’une bactérie devienne résistante aux antibiotiques après son administration aux patients.

Pour toutes informations relatives à ce projet, cliquez ici (format PDF).

Dans les media :

The Montreal Gazette - Quebec antibiotics study shows fragility of the gut