Pouvons-nous travailler de concert avec nos bactéries à arrêter l'infection ? Oui, répondent ces les scientifiques de l'Université d'Oxford. Ils présentent, dans les Evolution Letters, une approche de laboratoire visant à développer rapidement des relations positives entre les hôtes et les bactéries, appelées « mutualismes ». Ces relations bactériennes développées en laboratoire démontrent que les microbes peuvent en effet travailler avec leurs hôtes pour prévenir l'infection.
En biologie, le mutualisme c’est une interaction entre 2 espèces qui vont tirer toutes 2 profit de cette relation. Ici, les chercheurs exploitent ce principe, à la recherche de nouvelles solutions face à la crise croissante des superbactéries et à leur résistance croissante aux antimicrobiens. Ils montrent qu’il est possible de développer de bonnes relations de travail entre l’hôte et les bactéries permettant de mieux prévenir l'infection. L’idée ici est d’exploiter l’interdépendance de l’hôte et des bactéries, qui offre un bénéfice mutuel : l'hôte bénéficie de la protection de certaines bactéries et les bactéries bénéficient avec l'hôte d’un environnement de vie propice à leur survie…
L'équipe suit dans ces travaux, l'évolution d'un hôte nématode et d'une bactérie intestinale (Enterococcus faecalis) susceptible de le protéger contre une infection bactérienne plus pathogène. Après seulement quelques semaines d'évolution, les changements constatés à la fois dans l’intestin du ver et sur la bactérie elle-même montrent que les deux, hôte et bactérie ont travaillé ensemble et, finalement, forgé une alliance mutuellement bénéfique qui les protège notamment tous deux des attaques des parasites. Mais cet effet n'est observé que lorsque l'hôte et la bactérie intestinale co-évoluent ensemble en présence du parasite.
Se laisser coloniser par les bactéries bénéfiques : L’étude jette une nouvelle lumière sur ce phénomène déjà documenté de la protection de l’hôte par les microbes intestinaux mais aussi sur son caractère réciproque lorsque le microbe et l'hôte évoluent ensemble. Les bactéries ont évolué pour devenir plus protectrices, et à leur tour, les hôtes ont évolué pour autoriser une colonisation plus importante par la bactérie E. faecalis. Ainsi, permettre aux bactéries protectrices « de coloniser » est confirmé comme une option de défense prometteuse contre les maladies infectieuses.
Un nouvel éclairage sur la symbiose bactérienne : « En soi, les relations interdépendantes hôtes-bactéries ne sont pas un concept nouveau. Cependant, l’étude est la première à avoir développé cette relation à partir de zéro. Certains « mutualismes » prennent des années d'évolution avant d'en tirer un avantage défensif, mais ici la relation s'est développée et formée en quelques semaines en laboratoire », explique l’auteur principal, le Dr Rafaluk-Mohr.
Vers des modèles de mutualisme bénéfique ? Les modèles des chercheurs prédisent que si la protection est trop faible, il y a peu d'avantages pour l'hôte à héberger la bactérie, mais si la protection est trop élevée, d'autres microbes peuvent être éliminés, ce qui élimine le besoin de protection. C'est donc lorsque les microbes fournissent un niveau de protection modéré que les « mutualismes » sont les plus susceptibles d'évoluer. Ensuite, l’équipe constate que la rapidité de l'évolution de la relation peut avoir un rôle important à jouer dans son succès global, ainsi que dans son utilisation possible en santé humaine. Enfin, l'interaction du contexte génétique de l'hôte et du microbe peut également jouer un rôle dans l'établissement de ces relations défensives hôte-bactéries et donc dans le succès de la « bactériothérapie » ou des transplantations fécales.
Nombreuses sont les bactéries qui peuvent nous aider en nous défendant contre les attaques de parasites nuisibles. L’équipe va poursuivre les recherches, pour mieux comprendre comment les hôtes permettent à ces bactéries protectrices de les coloniser et quels sont les moyens possibles pour soutenir cette interaction bénéfique.
Source: Evolution Letters 28 May 2018 DOI: 10.1002/evl3.58 Mutual fitness benefits arise during coevolution in a nematode defensive microbe model
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