Overblog Suivre ce blog
Editer l'article Administration Créer mon blog
Le blog des Bactéries et de l'Evolution

Des bactéries qui peuvent se nourrir d'antibiotiques

9 Avril 2008 , Rédigé par Benjamin Publié dans #Microbiologie

Les antibiotiques (qui ne sont pas automatiques) ont été utilisés à partir des années 1940, grâce à la découverte fortuite d'Alexander Fleming. Un antibiotique, c'est tout simplement une molécule qui a la propriété d'empêcher la multiplication des microbes, en général des bactéries, soit parce qu'elle bloque leur cycle cellulaire (effet bactériostatique), soit parce qu'elle les tue (effet bactéricide). Les antibiotiques sont répartis en plusieurs familles; à chacune d'entre elle correspond une structure moléculaire (certaines formes de cycles,  certains hétéroatomes, etc.) et une cible spécifique (le ribosome bactérien, la synthèse de la paroi...). Mais après tout, si l'on oublie un instant les propriétés des antibiotiques pour ne considérer que leur nature, on remarque qu'il s'agit de molécules carbonées, comportant fréquemment de l'azote, du soufre... rien que des bonnes choses pour des bactéries en pleine croissance! Dans un de mes tout premiers billets (instant nostalgie), j'évoquais que l'ADN était une source de nutriments largement sous-estimée, un rôle éclipsé par la fonction "noble" et bien connue de l'ADN, servir de support de l'information génétique. Alors que les mécanismes de résistance aux antibiotiques consistent souvent en une dégradation chimique de la molécule, certaines bactéries ont-elles trouvé le moyen de s'en nourrir, c'est à dire de la dégrader et d'en tirer matière et énergie?

D'après cet article, publié la semaine dernière dans Science (sans oublier son commentaire), les bactéries pouvant se nourrir d'antibiotiques ne sont pas rares. Le terme "nourrir" n'est pas emprunté; certaines bactéries peuvent utiliser certains antibiotiques non pas comme une vitamine ou comme un complément alimentaire, mais comme seule source de carbone! Un peu comme les pâtes pour un thésard! Maintenant que je vous ai livré le principal résultat, vous pouvez sauter le paragraphe suivant, qui traite de la méthodologie employée (à partir des annexes de l'article). Vous auriez tort, car c'est passionnant!

Pour isoler des bactéries utilisant un antibiotique comme seule source de carbone, on ajoute cet antibiotique à un milieu de culture qui contient tous les éléments nécessaires à la croissance des bactéries: sels de sulfate, de phosphate, fer, zinc... mais pas d'autre source de carbone. Ce milieu a donc la propriété de sélectionner les bactéries pouvant croître en présence de l'antibiotique (c'est bien), et ce en l'utilisant comme seule source de carbone (c'est mieux). Remarquons que le milieu contient 1 gramme d'antibiotique par litre, ce qui est classique pour une source de carbone, mais incroyablement élevé pour un antibiotique (au laboratoire et en médecine, les antibiotiques sont utilisés à raison de quelques dizaines de milligrammes par litre). Les auteurs ont donc fabriqué des milieux contenant un antibiotique comme seule source de carbone, et ce avec 18 antibiotiques différents, naturels ou sythétiques et représentatifs des principales familles. Ils ont ensuite inoculé ces milieux avec des échantillons de sol de 11 provenances différentes, réparties en trois catégories: terres agricoles, terres "sauvages" (marais, forêts non aménagées...) et milieu urbain, probablement dans l'espoir de déceler des corrélations entre la présence humaine et la capacité des bactéries à consommer des antibiotiques. Après plusieurs étapes de culture en milieu liquide et étalement sur milieu gélosé, on obtient donc des clones amateurs d'antibiotiques. Premier résultat frappant: tous les antibiotiques peuvent être utilisés comme seule source de carbone par au moins une souche bactérienne. Mieux, tous les échantillons de sol testés recèlent des bactéries mangeuses d'antibiotique. On remarque que dans un échantillon de sol, les bactéries "urbaines" ne sont rebutées que par 1 antibiotique en moyenne, contre 2,67 pour les bactéries "rurales", et 5,67 pour les bactéries "sauvages". On peut proposer deux interprétations à ce phénomène: plus exposées aux antibiotiques du fait de l'activité humaine, les bactéries mangeuses d'antibiotiques sont plus représentées dans les sols agraires et urbains, ou les sols d'origines différentes hébergent des bactéries différentes, qui par hasard n'ont pas le même régime alimentaire. Dernier résultat d'importance, les bactéries mangeuses d'anibiotiques n'appartiennent pas à une même famille qui aurait de bizarres habitudes alimentaires; elles sont largement réparties dans l'arbre phylogénétique des bactéries (avec une forte proportion des ordres Burkholderiales et Pseudomonadales), et ce pratiquement pour tous les antibiotiques. Les auteurs ne manquent d'ailleurs pas de relever que certains des phylums identifiés par leurs ARN 16S contiennent des bactéries pathogènes pour l'homme.

Bien sûr, ces travaux sont pertinents du point de vue médical car ils mettent en lumière de nouvelles formes de résistances aux antibiotiques. Cependant, le fait que des bactéries puissent non seulement dégrader, mais aussi se nourrir de ces molécules (c'est-à-dire en tirer matière et énergie) nous pousse à nous interroger sur la signification écologique des antibiotiques. En effet, passé l'agréable surprise de découvrir ces molécules anti-bactériennes produites par les microorganismes du sol, on peut se demander quelle est leur utilité, ou, si vous préférez, quelle pression de sélection a conduit des microbes à les synthétiser. Au premier abord, la réponse est évidente: les antibiotiques sont des armes dans la compétition que se livrent les microorganismes. C'est probable, mais on pourrait opposer à cette interprétation deux objections de poids. Premièrement, dans la nature les antibiotiques n'atteignent pas les concentrations qui ont effectivement un effet bactéricide au laboratoire. Leur efficacité dans la compétition est donc limitée, surtout si l'on tient compte du fait que leur synthèse n'est pas gratuite et que les résistances sont naturellement répandues. Deuxièmement, si les antibiotiques peuvent servir de nutriments à certaines bactéries (attention, probablement pas de nourriture principale), ils ont donc un effet positif sur celles-ci, à l'opposé du rôle "d'arme" qu'on leur prête. Il peu s'agir d'un simple accident évolutif,  comme une adaptation des bactéries à la présence d'antibiotiques dans leur milieu, ou de quelque chose de plus tordu encore, par exemple une stratégie des microbes producteurs d'antibiotiques qui auraient intérêt à favoriser certaines espèces de leur voisinage. Voici un bel écheveau à démêler pour nos courageux pionniers de l'écologie microbienne.


Ces bactéries se nourrissent donc du poison qui leur était destiné... Par association d'idée, cela m'a rappelé la salamandre, animal mythique réputé insensible au feu et choisi comme emblème par François 1er, accompagné de la devise: "nutrisco et extinguo", "je m'en nourris et je l'éteins". Avec la devise "je m'en nourris et je le dégrade" ("nutrisco et detrimentum affero"??), il faut absolument utiliser ces bactéries en héraldique!


Partager cet article

Repost 0

Commenter cet article

Institut Katharos 22/01/2016 14:02

C'est très intéressant votre sujet. Si je compris bien il faut savoir limiter l'utilisation de l'antibiotique

ira 30/11/2008 22:26

fascinating theory about the ecology of micro-organisms
Up to now, I'd read about antibiotics ONLY in their relation to human disease; it's great to think about them in their own original environment, perhaps in some type of symbiosis with bacteria  
(even if it turns out to be fictional, it's good sci-fi)
man, I surfed in a broad circle to finally reach this comment box --  I started at your 11/30 entry on CROHN, followed the text link to GRAM POSITIVES, read the comment by LUC about H.C. Gram, then followed his link to STLVDM, where thanks to the post by KUKUXUMUSU3, I read there your ANTIBIOTIC article ... and finally I've come back to BACTERIOBLOG to post this comment
See ya, Benjamin, thanks again for all your work,IRA

Benjamin 10/04/2008 15:54

Au contraire, Enro, tu as une bonne intuition de la bactériologie: si on étale un echantillon de sol sur la gélose, on se retrouve vite avec des colonies de toutes les couleurs (et de toutes les odeurs), bref, un zoo. Dans ce cas, l'astuce était d'inoculer en milieu liquide pour commencer, puis de réinoculer en liquide et enfin d'étaler sur boîte. On a donc sélection des bactéries intéressantes, et en même temps dilution des contaminants (ainsi que des sources de carbone parasites). C'est plus propre.

Enro 10/04/2008 15:03

"Les auteurs ont donc fabriqué des milieux contenant un antibiotique comme seule source de carbone (...). Ils ont ensuite inoculé ces milieux avec des échantillons de sol de 11 provenances différentes, réparties en trois catégories: terres agricoles, terres "sauvages" (marais, forêts non aménagées...) et milieu urbain (...)."C'est marrant, moi quand je lis ça j'imagine plutôt un résultat final immonde que des belles cultures étalées sur gélose... C'est sans doute qu'il doit me manquer des notions de bactériologie pratique, voire de manipologie tout court. Mais tu remarqueras que j'ai quand même lu le paragraphe sur la méthode expérimentale, hein !! ;-)

Emmanuel 10/04/2008 14:48

"Un
peu comme les pâtes pour un thésard" : mdr !Il ne te reste plus qu'à faire le blason du bacterioblog...Manu