La sélectomique pour surveiller et prédire l’émergence de la résistance aux antibiotiques en utilisant le microbiome humain

Défi :  Les antibiotiques comptent parmi les médicaments les plus importants dont dispose la médecine moderne, car ils permettent souvent de traiter des infections bactériennes qui, autrement, constitueraient une grave menace pour la santé. Cependant, l’industrie ne développe pas actuellement de nouveaux antibiotiques en raison d’incitations économiques réduites et d’exigences scientifiques et réglementaires difficiles. Pour exacerber le problème, les bactéries ciblées par les agents existants ont continué à évoluer et ont développé une résistance à plusieurs antibiotiques, ce qui limite la capacité à traiter efficacement certaines infections bactériennes.

Solution : L’équipe a mis au point des outils génomiques pour déterminer comment l’exposition aux antibiotiques modifie l’écosystème intestinal humain et peut déclencher l’émergence d’agents pathogènes résistants aux antibiotiques par transfert de gènes des bactéries intestinales normales vers ces agents pathogènes. La flore fécale de 18 individus sains exposés aux antibiotiques a été collectée et les membres des communautés microbiennes aérobies et anaérobies ont été mis en culture. Le métagénome du microbiote intestinal cultivé et non cultivé a été analysé (près de 1 600 milliards de nucléotides) pour identifier les gènes (1 760 types de séquences) et les éléments génétiques mobiles (2 895 types de séquences) impliqués dans la résistance aux antibiotiques. L’équipe de recherche a également obtenu 2 760 cultures de microbiote intestinal qui peuvent être utilisées pour cribler, isoler et caractériser les espèces bactériennes qui sont résistantes aux antibiotiques, afin de soutenir la recherche sur le développement de médicaments.

Réalisations/Retombées : Les résultats ont démontré l’importance de la microflore intestinale dans la résistance aux antibiotiques et dans la compréhension des effets des antibiotiques sur le microbiote. Cet ensemble de données de 1,5 trillion de nucléotides est maintenant inclus dans un paquet de données accessible qui facilite les comparaisons inter-études du microbiome humain. La quantification de la présence de gènes de résistance et d’éléments génétiques mobiles, l’identification de nouveaux gènes de résistance, le suivi et la prédiction de la résistance de nouveaux médicaments, ainsi que l’évaluation de l’activité des composés antibiotiques contre un large spectre de déterminants de la résistance, permettront à terme de développer de nouveaux traitements antimicrobiens plus puissants. En outre, les méthodes et les outils mis au point par l’équipe serviront à d’autres interventions thérapeutiques car, à l’avenir, les organismes de réglementation devront évaluer l’impact de tous les nouveaux médicaments sur le microbiote humain.