Escherichia coli (E. coli), un type de bactérie couramment trouvé dans l’intestin humain, pourrait se propager aussi rapidement que la grippe porcine, suggèrent de nouvelles recherches.
Pour la première fois, des chercheurs de l’Institut Wellcome Sanger, de l’Université d’Oslo, de l’Université d’Helsinki et de l’Université Aalto en Finlande, et leurs collaborateurs sont capables de prédire la vitesse à laquelle une personne pourrait transmettre des bactéries intestinales à son entourage, un calcul qui était auparavant possible principalement pour les virus.
L’étude, publiée dans Communications naturellesa étudié trois souches majeures d’E. coli trouvées au Royaume-Uni et en Norvège, dont deux sont résistantes à plusieurs classes d’antibiotiques couramment utilisées. Deux de ces souches sont les causes les plus courantes d’infections des voies urinaires et d’autres infections du sang au Royaume-Uni, et également parmi les plus courantes en Norvège.
Les scientifiques suggèrent qu’un suivi plus efficace de ces bactéries pourrait contribuer à éclairer les mesures de santé publique et à prévenir les épidémies d’infections résistantes aux traitements.
À l’avenir, mieux comprendre les outils génétiques utilisés par certaines souches d’E. coli pour se propager efficacement dans la population pourrait aider à développer des traitements ciblés et à réduire l’utilisation d’antibiotiques à large spectre. De plus, la technique utilisée dans cette étude pourrait être adaptée à d’autres agents pathogènes bactériens pour mieux comprendre et contrôler différentes infections invasives.
La bactérie E. coli est l’une des principales causes d’infections dans le monde. La plupart des souches d’E. coli sont inoffensives et se trouvent couramment dans l’intestin. Les bactéries colonisatrices, comme E. coli, pénètrent dans notre corps par contact direct comme les baisers, ou indirect par le partage de foyers, d’objets ou de nourriture.
Cependant, si la bactérie pénètre, par exemple, dans les voies urinaires et plus loin dans la circulation sanguine, elle peut provoquer une septicémie potentiellement mortelle, en particulier chez les personnes dont le système immunitaire est affaibli.
Défi supplémentaire pour les prestataires de soins de santé, la résistance aux antibiotiques est devenue une caractéristique fréquente de ces infections. Les taux de résistance aux antibiotiques chez E. coli varient à l’échelle mondiale et au Royaume-Uni, plus de 40 % des infections sanguines à E. coli sont résistantes à un antibiotique clé.
Le nombre de reproduction de base, ou R0, est une mesure qui décrit combien de nouveaux cas d’infection sont en moyenne directement causés par une personne dans une population. Il est souvent utilisé pour décrire des virus et peut être appliqué pour prédire si une infection continuera à se propager ou à disparaître.
Jusqu’à présent, il n’était pas possible de donner un R0 aux bactéries intestinales colonisatrices, telles que E. coli, car elles ne provoquent pas toujours une infection mais résident principalement chez une personne sans entraîner de symptômes.
Dans cette nouvelle étude, l’équipe a analysé les taux de colonisation d’E. coli dans les données de la UK Baby Biome Study et les a combinés avec les données génomiques de surveillance des infections sanguines à E. coli du Royaume-Uni et de la Norvège précédemment publiées par le Wellcome Sanger Institute.
Les chercheurs ont utilisé une plate-forme logicielle d’inférence appelée ELFI (Engine for Likelihood-Free Inference) pour créer un nouveau modèle capable de prédire le R0 pour les trois principales souches d’E. coli au Royaume-Uni et en Norvège.
Ils ont découvert qu’un type, ST131-A, peut se propager aussi rapidement que les virus qui ont provoqué des épidémies majeures dans le monde, comme la grippe porcine (H1N1), bien que E. coli ne soit pas transmis par les gouttelettes atmosphériques.
Ils ont également constaté que les deux autres souches d’E. coli, ST131-C1 et ST131-C2, résistantes à plusieurs classes d’antibiotiques, ne se transmettent pas rapidement entre individus sains. Cependant, leur transmissibilité est probablement beaucoup plus élevée lorsqu’elles sont présentes dans les hôpitaux et autres établissements de soins de santé, ce qui signifie que ces souches pourraient se transmettre rapidement dans de tels environnements, mais pas en dehors.
Avoir un R0 permet aux experts de mieux comprendre les facteurs influençant la transmission, d’identifier les souches qui présentent le plus grand risque de maladie et d’éclairer les mesures de santé publique visant à protéger les personnes dont le système immunitaire est affaibli.
Fanni Ojala, M.Sc., co-premier auteur de l’Université Aalto en Finlande, a déclaré : « Grâce à une grande quantité de données collectées systématiquement, il a été possible de construire un modèle de simulation pour prédire le R0 pour E. coli. À notre connaissance, ce n’était pas seulement une première pour E. coli, mais une première pour toutes les bactéries qui vivent dans notre microbiome intestinal.
« Maintenant que nous disposons de ce modèle, il pourrait être possible de l’appliquer à d’autres souches bactériennes à l’avenir, nous permettant ainsi de comprendre, de suivre et, espérons-le, de prévenir la propagation des infections résistantes aux antibiotiques. »
Le Dr Trevor Lawley, chef de groupe au Wellcome Sanger Institute, qui n’a pas participé à cette étude mais a codirigé l’étude britannique sur le biome des bébés au Wellcome Sanger Institute, a déclaré : « E. coli est l’une des premières bactéries qui peuvent être trouvées dans l’intestin d’un bébé, et afin de comprendre comment nos bactéries façonnent notre santé, nous devons savoir par où commencer. C’est pourquoi l’étude britannique sur le biome des bébés est si importante. utilisé par d’autres pour découvrir de nouvelles idées et méthodes qui, espérons-le, profiteront à tous.
Le professeur Jukka Corander, auteur principal du Wellcome Sanger Institute et de l’Université d’Oslo, a déclaré : « Avoir le R0 pour E. coli nous permet de voir la propagation des bactéries dans la population de manière beaucoup plus claire et de la comparer à d’autres infections. Maintenant que nous pouvons voir à quelle vitesse certaines de ces souches bactériennes se propagent, il est nécessaire de comprendre leurs facteurs génétiques.
« Comprendre la génétique de souches spécifiques pourrait conduire à de nouvelles façons de les diagnostiquer et de les traiter dans les établissements de soins de santé, ce qui est particulièrement important pour les bactéries déjà résistantes à plusieurs types d’antibiotiques. »
Cette recherche n’a été possible que grâce à la disponibilité de données génomiques approfondies du Royaume-Uni et de Norvège, toutes séquencées au Wellcome Sanger Institute, soulignant l’importance des ensembles de données à grande échelle dans la lutte contre les infections.
Ces données de surveillance ont été publiées dans deux précédents Microbe à lancette Ces articles et ces études, ainsi que les données du UK Baby Biome, ont jeté les bases des nouvelles recherches à mener.
