Tolérance et persistance dans les colonies bactériennes – TolPerCol

Le projet combine des approches de microbiologie expérimentale, d’évolution expérimentale, de génomique, de biologie moléculaire et de microscopie afin d’identifier les mécanismes génétiques et physiologiques permettant aux bactéries de survivre et de s’adapter dans des environnements structurés.

Les travaux ont montré que des bactéries naturellement sensibles aux antibiotiques présentent des capacités très variables à survivre à un traitement, indépendamment de leur niveau de résistance. Nous avons identifié un mécanisme favorisant cette persistance, reposant notamment sur l’auto-agrégation bactérienne, et montré que la structure de l’environnement et des populations bactériennes peut fortement modifier l’efficacité des antibiotiques. Nos travaux sur les bactériophages ont également montré que la pression de sélection exercée par ces virus peut influencer l’évolution de la résistance aux antibiotiques. Dans leur ensemble, ces résultats soulignent l’importance de considérer conjointement les interactions entre bactéries, antibiotiques, bactériophages et environnement pour mieux comprendre et anticiper les mécanismes conduisant aux échecs thérapeutiques.

Les résultats obtenus ouvrent des perspectives pour mieux comprendre l’évolution des bactéries dans des environnements complexes. Il sera notamment important de poursuivre l’étude des interactions entre la structure de l’environnement, les mécanismes de tolérance et les différentes pressions de sélection auxquelles les bactéries sont soumises. Les travaux sur les bactériophages pourront également être approfondis afin de déterminer dans quelles conditions leur utilisation comme agents antimicrobiens peut modifier les trajectoires d’évolution de la résistance aux antibiotiques. À terme, ces approches pourraient contribuer à mieux anticiper les conséquences évolutives des stratégies antimicrobiennes et à identifier des conditions permettant de limiter l’émergence de résistances.

En plus des mécanismes de résistance, les phénomènes de tolérance et persistance aux antibiotiques sont un challenge pour l’efficacité des traitements. La tolérance et la persistance sont des phénotypes non héritables qui réduisent l'efficacité des antibiotiques et permettent à une fraction des bactéries d'échapper aux traitements Une fois le traitement terminé, cette fraction de bactéries survivantes ont l’opportunité de recoloniser leur environnement et de provoquer une nouvelle infection. Par une approche de biologie des systèmes couplée à un criblage haut-débit mesurant spécifiquement la mortalité de colonies bactériennes et de biologie synthétique couplé à des méthodes de microscopie de pointe, Le projet propose d’identifier et caractériser en détails les facteurs génétiques, métaboliques et environnementaux responsables de la tolérance et de la persistance des bactéries au sein d’environnements hétérogènes structurés.