Dissémination et évolution des Intégrons de Résistance : effets du mode de vie en biofilm et du stress antibiotique – DIVIN

L’organisation mondiale de la santé a déclaré que l’antibiorésistance était l’un des plus grands dangers pour la santé humaine moderne. Les intégrons de résistance sont des structures de faible cout, permettant aux bactéries de s’adapter rapidement à la pression antibiotique grâce à l’acquisition, au stockage et à l’expression de cassettes de gènes codant la résistance à des antibiotiques. Majoritairement portés par des éléments génétiques mobiles, les intégrons de résistance participent largement à la dissémination de la multi-résistance chez les bactéries pathogènes à Gram Négatif d’importance clinique. La plupart des infections bactériennes sont causées par des pathogènes vivant en biofilm. Le biofilm, mode de vie naturel des bactéries, est connu pour favoriser le transfert horizontal d’éléments génétiques mobiles mais aussi la survie des bactéries en présence d’antibiotiques. Pour ces raisons, la vie en biofilm est susceptible d’induire des trajectoires évolutives vers l’antibiorésistance différentes de celles décrites en conditions de vie planctonique. De plus dans la nature, les bactéries sont aussi fréquemment exposées à des concentrations sub-inhibitrices d’antibiotiques que ce soit via la pollution environnementale ou les traces d’antibiotiques restantes lors de traitements. L’objectif principal du projet DIVIN est d’étudier l’impact du biofilm et des concentrations sub-inhibitrices d’antibiotiques, sur l’évolution des intégrons de résistance en termes de niveau d’expression des résistances et de leur dissémination, avec un focus sur les intégrons de résistance de classe 1 qui sont fortement associés à la multi-résistance en contexte clinique. Pour ce faire nous construirons des bactéries (Escherichia coli) possédant différents types d’intégron de classe 1 dont au moins une cassette de gène code la résistance à la tobramycine. Ces bactéries seront propagées en conditions planctonique et biofilm en présence ou non de pressions antibiotiques en concentrations sub-inhibitrices. L’évolution des bactéries vers la résistance sera étudiée par des approches de cytométrie et séquençage haut-débit. Nous essayerons aussi de visualiser l’échange de cassettes de gène de résistance entre bactéries au sein d’un biofilm par une approche de microfluidique associée à la microscopie confocale. Les résultats du projet DIVIN devraient ainsi révéler dans quelle mesure le mode de vie biofilm associé à la présence de concentrations sub-inhibitrices d’antibiotiques favorise i) l’évolution des bactéries porteuses d’intégrons de résistance vers des phénotypes de résistance augmentée et ii) le transfert horizontal de déterminants génétiques codant la résistance. Une meilleure compréhension du potentiel adaptatif des bactéries portant des intégrons devraient permettre d’identifier de nouvelles voies pour ralentir et prévenir l’acquisition et la dissémination de la résistance aux antibiotiques en biofilm, biofilms qui posent un problème majeur en milieu hospitalier où ils ont responsables de la majorité des infections nosocomiales.