Bactéries causant la diarrhée adaptées pour se propager dans les hôpitaux

Les scientifiques ont découvert que la bactérie infectant l’intestin, Clostridium difficile, est en train de devenir deux espèces distinctes, dont l’une est très bien adaptée pour se disséminer dans les hôpitaux. Des chercheurs du Wellcome Sanger Institute, de la London School of Hygiene & Tropical Medicine et des collaborateurs ont identifié des changements génétiques chez les espèces nouvellement émergentes qui lui permettent de se développer grâce à un régime riche en sucre occidental, d’échapper aux désinfectants courants des hôpitaux et de se répandre facilement. Capable de provoquer des diarrhées débilitantes, ils ont estimé que cette espèce émergente a commencé à apparaître il y a des milliers d’années et représente plus des deux tiers des infections à C. difficile dans les soins de santé.

Publiée dans Nature Genetics (12 août), la plus importante étude génomique jamais réalisée sur C. difficile montre comment la bactérie peut évoluer vers une nouvelle espèce, et démontre que C. difficile continue d’évoluer en réponse au comportement humain. Les résultats pourraient aider à éclairer le régime alimentaire des patients et le contrôle des infections dans les hôpitaux.

La bactérie C. difficile peut infecter l’intestin et est la principale cause de diarrhée associée aux antibiotiques dans le monde. Bien que quelqu’un soit en bonne santé et ne prenne pas d’antibiotiques, des millions de  » bonnes  » bactéries dans l’intestin maintiennent le C. difficile sous contrôle. Cependant, les antibiotiques détruisent les bactéries intestinales normales, laissant le patient vulnérable à l’infection à C. difficile dans l’intestin. Ceci est alors difficile à traiter et peut causer une inflammation intestinale et une diarrhée sévère.

Souvent présent en milieu hospitalier, le C. difficile forme des spores résistantes qui lui permettent de demeurer sur les surfaces et de se propager facilement entre les personnes, ce qui en fait un fardeau important pour le système de santé.

Pour comprendre l’évolution de cette bactérie, les chercheurs ont recueilli et cultivé 906 souches de C. difficile isolées des humains, des animaux, comme les chiens, les porcs et les chevaux, et de l’environnement. En séquençant l’ADN de chaque souche, en comparant et en analysant tous les génomes, les chercheurs ont découvert que C. difficile évolue actuellement vers deux espèces distinctes.

Le Dr Nitin Kumar, premier coauteur du Wellcome Sanger Institute, a déclaré : « Notre analyse génétique à grande échelle nous a permis de découvrir que C. difficile forme actuellement une nouvelle espèce avec un groupe spécialisé dans la dissémination en milieu hospitalier. Cette espèce émergente existe depuis des milliers d’années, mais c’est la première fois qu’on étudie le génome de C. difficile de cette façon pour l’identifier. Cette bactérie particulière a été préparée pour tirer profit des pratiques modernes de soins de santé et de l’alimentation humaine, avant même que les hôpitaux n’existent. »

Les chercheurs ont découvert que cette espèce émergente, appelée C. difficile clade A, représentait environ 70 pour cent des échantillons provenant de patients hospitalisés. Les chercheurs ont donc étudié le C. difficile chez la souris et ont découvert que les nouvelles souches émergentes colonisaient mieux les souris lorsque leur alimentation était enrichie en sucre. Il avait également fait évoluer les différences dans les gènes impliqués dans la formation des spores, ce qui donnait une résistance beaucoup plus grande aux désinfectants hospitaliers courants. Ces changements lui permettent de se propager plus facilement dans les environnements de soins de santé.

L’analyse des dattes a révélé que si le C. difficile Clade A est apparu pour la première fois il y a environ 76 000 ans, le nombre de souches différentes a commencé à augmenter à la fin du XVIe siècle, avant la fondation des hôpitaux modernes. Depuis, ce groupe s’est épanoui dans les milieux hospitaliers avec de nombreuses souches qui ne cessent de s’adapter et d’évoluer.

Le Dr Trevor Lawley, auteur principal du Wellcome Sanger Institute, a déclaré : « Notre étude fournit des données sur le génome et des données de laboratoire démontrant que le mode de vie humain peut amener les bactéries à former de nouvelles espèces afin qu’elles puissent se propager plus efficacement. Nous montrons que les souches de la bactérie C. difficile ont continué d’évoluer en réponse aux régimes alimentaires et aux systèmes de santé modernes et révèlent que le fait de se concentrer sur l’alimentation et la recherche de nouveaux désinfectants pourrait contribuer à la lutte contre cette bactérie ».

Brendan Wren, un auteur de la London School of Hygiene & Tropical Medicine, a déclaré : « Cette plus importante collecte et analyse de génomes entiers de C. difficile, provenant de 33 pays à travers le monde, nous donne une toute nouvelle compréhension de l’évolution bactérienne. Il révèle l’importance de la surveillance génomique des bactéries. En fin de compte, cela pourrait aider à comprendre comment d’autres pathogènes dangereux évoluent en s’adaptant à l’évolution des modes de vie et des régimes de soins de santé humains, ce qui pourrait ensuite éclairer les politiques de santé ».

Source :

Wellcome Trust Sanger Institute

Références : Nitin Kumar, Hilary P. Browne, Elisa Viciani, Samuel C. Forster, Simon Clare, Katherine Harcourt, Mark D. Stares, Gordon Dougan, Derek J. Fairley, Paul Roberts, Munir Pirmohamed, Martha R. J. Clokie, Mie Birgitte Frid Jensen, Katherine R. Hargreaves, Margaret Ip, Lothar H. Wieler, Christian Seyboldt, Torbjörn Norén, Thomas V. Riley, Ed J. Kuijper, Brendan W. Wren, Trevor D. Lawley. Adaptation of host transmission cycle during Clostridium difficile speciation. Nature Genetics, 2019; DOI: 10.1038/s41588-019-0478-8

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