Même avant la pandémie de COVID-19, nous savions que les voyages internationaux contribuaient à l'augmentation et à la propagation mondiales rapides de la résistance aux antimicrobiens. Mais ce qui est nouveau ici, c'est que nous avons trouvé de nombreux gènes complètement nouveaux associés à la résistance aux antimicrobiens qui suggèrent un problème inquiétant à l'horizon ."
Alaric D'Souza, Étudiant MD/PhD, Co-premier auteur de l'étude, Université de Washington
L'étude a été publiée le 6 juin dans Médecine du génome
La recherche confirme que les voyageurs internationaux rentrent souvent chez eux avec une abondance inattendue de nouvelles souches bactériennes se bousculant pour se positionner parmi les milliers qui résident normalement dans le microbiome intestinal.
La pauvreté, le manque d'assainissement et l'évolution des pratiques agricoles ont transformé de nombreuses personnes à faible revenu, développer les régions en points chauds pour les maladies propagées par les bactéries, y compris les infections qui sont de plus en plus résistantes à une gamme de traitements antibiotiques.
Les densités de population élevées facilitent le partage de ces bactéries entre les résidents de la communauté et les voyageurs par exposition à de l'eau potable et des aliments contaminés, ou toilettes mal désinfectées, Restaurants, chambres d'hôtel et transports en commun. De retour à la maison, les voyageurs courent le risque de transmettre ces nouvelles bactéries à leur famille, amis et autres résidents de la communauté.
La recherche, menée avec l'Université de Maastricht aux Pays-Bas, impliquait l'analyse des communautés bactériennes dans les microbiomes intestinaux de 190 adultes néerlandais avant et après un voyage dans l'une des quatre régions internationales où la prévalence des gènes de résistance est élevée :l'Asie du Sud-Est, Asie du sud, Afrique du Nord et Afrique de l'Est.
Les échantillons de matières fécales analysés dans le cadre de l'étude ont été choisis au hasard parmi un plus grand nombre de exploration multicentrique d'environ 2, 000 voyageurs néerlandais, dont la majorité étaient des touristes, connue sous le nom d’étude COMBAT (Carriage Of Multi-Resistant Bacteria After Travel).
"Nous avons trouvé des augmentations significatives liées aux voyages dans l'acquisition de gènes de résistance, abondance et diversité codées par des bactéries endémiques de la région visitée, " D'Souza a déclaré. "Ces résultats soutiennent fortement les voyages internationaux en tant que vecteur de la propagation mondiale de gènes de résistance aux antimicrobiens cliniquement importants et soulignent la nécessité d'une surveillance plus large des bactéries résistantes aux antimicrobiens dans le microbiome intestinal des voyageurs de retour. "
La nouvelle étude a été conçue par les co-auteurs principaux John Penders, un microbiologiste médical à l'université de Maastricht, et Gautam Dantas, Doctorat, professeur de pathologie et d'immunologie à l'Université de Washington. Manish Boolchandani, Doctorat, membre du Dantas Lab pendant la recherche et diplômé 2020 du programme de doctorat de l'université en biologie computationnelle et des systèmes, est également un premier auteur sur le papier.
L'Organisation mondiale de la santé, les Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis, et d'autres agences ont décrit la propagation rapide de la résistance aux antimicrobiens comme l'une des menaces de santé publique les plus graves auxquelles le monde est actuellement confronté – une catastrophe médicale imminente qui pourrait l'emporter sur le chaos créé par la pandémie de COVID-19.
"Alors que des études antérieures ont scanné des échantillons de selles de voyageurs à la recherche de bactéries résistantes aux antimicrobiens bien connues, nous avons utilisé une combinaison de séquençage complet du métagénome et de métagénomique fonctionnelle pour identifier les gènes connus et nouveaux qui codent pour la résistance aux antimicrobiens, " dit Dantas.
Des techniques génomiques plus traditionnelles recherchent des signatures génétiques distinctives d'agents pathogènes individuels. Mais de tels tests ne peuvent trouver que des agents pathogènes connus, tandis que le séquençage métagénomique permet d'identifier tous les organismes présents dans un échantillon donné :bonnes bactéries, bactéries dangereuses et même celles qui sont complètement nouvelles.
Dans tout, les chercheurs ont détecté 121 gènes de résistance aux antimicrobiens dans les microbiomes intestinaux des 190 voyageurs néerlandais. Plus de 40 % de ces gènes de résistance (51 d'entre eux) n'ont été découverts qu'en utilisant la technique plus sensible de la métagénomique, suggérant que des gènes potentiellement dangereux ne sont pas pris en compte par les approches plus conventionnelles.
Tout aussi préoccupant, les résultats de l'étude ont confirmé que 56 gènes uniques de résistance aux antimicrobiens étaient devenus une partie du microbiome intestinal des voyageurs lors de leurs voyages à l'étranger, dont plusieurs mobiles, gènes de résistance à haut risque, tels que les β-lactamases à spectre étendu (BLSE) et le gène de résistance plasmidique à la colistine, mcr-1.
La résistance aux bêta-lactamines est en train d'émerger dans le monde entier et confère une large résistance au traitement par les pénicillines et d'autres antibiotiques importants.
Les gènes mcr-1 protègent les bactéries d'un autre médicament antimicrobien appelé colistine, qui est le traitement de dernier recours des infections par des bactéries gram-négatives multirésistantes. Si la résistance à la colistine se propage à des bactéries résistantes à d'autres antibiotiques, ces bactéries pourraient causer des infections vraiment incurables, le CDC a prévenu.
Parce que l'analyse métagénomique permet aux chercheurs d'étudier toutes les bactéries et tous les gènes d'une collection d'échantillons de microbiome intestinal comme un seul, grande communauté mixte d'organismes, il offre également l'occasion d'explorer les interactions écologiques complexes entre ces organismes.
Alors que les bactéries peuvent développer lentement une résistance à la suite d'expositions répétées aux antibiotiques au fil du temps, diverses communautés bactériennes partagent également des gènes de résistance aux antimicrobiens grâce à un processus plus rapide connu sous le nom de transfert horizontal, généralement via l'échange d'éléments génétiques mobiles qui permettent à des fragments d'ADN de passer d'une bactérie à une autre.
« Étant donné que les gènes qui codent pour la résistance à différentes classes d'antibiotiques sont souvent situés sur les mêmes éléments mobiles, un seul échange horizontal a le potentiel de convertir des bactéries auparavant sensibles aux antibiotiques en un organisme multirésistant aux médicaments, " dit Dantas.
Les chercheurs ont également utilisé des techniques métagénomiques pour rassembler des informations contextuelles importantes sur l'emplacement et la fonction des gènes de résistance.
"Il y avait une association significative de gènes de résistance avec des éléments génétiques mobiles, un moyen principal par lequel les gènes de résistance se propagent parmi les bactéries, " D'Souza a déclaré. "Bien que notre étude n'ait pas été en mesure de démontrer que les gènes de résistance sont portés par des bactéries pathogènes, c'est clair que c'est possible. En outre, les voyageurs internationaux ont le potentiel d'introduire des gènes de résistance dans leurs propres communautés lorsqu'ils rentrent chez eux, et les futures études traitant directement de cette possibilité sont une priorité. »
Dantas a ajouté :« L'identification de nouvelles bactéries et gènes résistants aux antimicrobiens pourrait jouer un rôle important dans le ralentissement de la propagation mondiale de la résistance et orienter les traitements potentiels des maladies connexes. Notre étude jette les bases de ces efforts en offrant de nouvelles perspectives sur les mécanismes génétiques qui sous-tendent la acquisition et partage rapides de gènes de résistance aux antimicrobiens à travers les microbiomes intestinaux des personnes lors de voyages internationaux. »
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