Leveraging genomes and metagenome-assembled genomes unveils novel diversity and transmission between public transport and clinical settings in Acinetobacter
Cette étude démontre que l'intégration de génomes assemblés à partir de métagénomes (MAG) issus des systèmes de transports publics avec des isolats cliniques révèle une diversité largement méconnue et des preuves de transmission pour plusieurs espèces d'*Acinetobacter*, soulignant le rôle critique des MAG dans la surveillance génomique des environnements anthropisés et leurs implications pour la santé publique.
Article original sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Ceci est une explication générée par l'IA d'un preprint qui n'a pas été évalué par des pairs. Ce n'est pas un avis médical. Ne prenez pas de décisions de santé basées sur ce contenu. Lire la clause de non-responsabilité complète
Les bactéries sont partout, vivant dans le sol, l'eau et sur notre peau, mais les scientifiques les ont traditionnellement étudiées en les faisant cultiver dans des boîtes de Petri en laboratoire. Cette méthode fonctionne bien pour certains types de bactéries, mais échoue pour beaucoup d'autres qui sont difficiles ou impossibles à cultiver en dehors de leur environnement naturel. En conséquence, notre compréhension du monde microbien a été biaisée en faveur des quelques espèces qui prospèrent dans une boîte, laissant de vastes lacunes dans nos connaissances sur le reste. Pour combler ces lacunes, les chercheurs utilisent désormais une technique appelée métagénomique, qui consiste à lire le matériel génétique directement à partir d'échantillons environnementaux sans avoir besoin de cultiver les organismes au préalable. En assemblant ces fragments génétiques, ils peuvent reconstruire les génomes complets de bactéries qui n'ont encore jamais été vues. Cette approche est particulièrement importante pour suivre la manière dont les bactéries se déplacent entre différents environnements, comme du monde extérieur vers les hôpitaux, et pour comprendre comment elles acquièrent la capacité de résister aux antibiotiques, une menace croissante pour la santé publique.
Une équipe de chercheurs s'est donné pour mission d'explorer un recoin spécifique et négligé de ce monde microbien : les systèmes de transports publics des villes du monde entier. Si les hôpitaux sont des réservoirs bien connus de bactéries dangereuses, il n'était pas clair si les mêmes organismes se cachaient également dans les métros, les bus et les trains, et si, dans ce cas, ils circulaient entre ces espaces publics et les milieux cliniques. Les scientifiques ont analysé les données génétiques de 15 projets différents couvrant 128 villes dans 19 pays, incluant des centres majeurs comme New York, Londres et Tokyo. À partir de ces échantillons, ils ont reconstruit 839 génomes partiels, appelés génomes assemblés par métagénomique, qui représentent les empreintes génétiques des bactéries vivant dans ces systèmes de transport. Ils ont concentré leur analyse détaillée sur 269 de ces génomes de haute qualité, appartenant à plus de 20 espèces d'un genre bactérien appelé Acinetobacter. Alors qu'une espèce, Acinetobacter baumannii, est célèbre pour causer des infections hospitalières, les chercheurs ont découvert que les systèmes de transport public étaient dominés par cinq autres espèces moins étudiées : A. nosocomialis, A. ursingii, A. radioresistens, A. schindleri et A. variabilis.
L'étude a révélé que ces bactéries dans les transports publics ne sont pas de simples visiteurs aléatoires ; elles représentent une diversité riche et auparavant cachée. Lorsque les chercheurs ont comparé la composition génétique des bactéries trouvées dans les métros avec celles trouvées dans les hôpitaux, ils ont découvert que les bactéries du métro ajoutaient une quantité significative de nouvelle variété génétique. Pour certaines espèces, notamment A. variabilis, l'inclusion de ces génomes issus des transports a augmenté la diversité génétique connue de plus de 90 pour cent. De plus, ces bactéries portaient des milliers de gènes qui n'avaient jamais été vus dans les versions de laboratoire de la même espèce. Cela suggère qu'en se fiant uniquement aux bactéries qui peuvent être cultivées en boîte, les scientifiques ont manqué une grande partie de la boîte à outils génétique que ces organismes possèdent. L'analyse a montré que pour quatre des cinq espèces étudiées, les bactéries trouvées dans les transports publics étaient génétiquement presque identiques à celles trouvées dans les hôpitaux, sans séparation génétique claire entre les deux environnements. Cela indique que ces bactéries circulent librement entre les systèmes de transport de la ville et les établissements médicaux, probablement transportées par les passagers et le personnel.
Au-delà du simple suivi de l'origine de ces bactéries, les chercheurs ont examiné le type de gènes de résistance aux antibiotiques que ces organismes transportent. Ils ont découvert que les bactéries dans les transports publics possèdent des gènes qui peuvent les rendre résistantes à des médicaments puissants, y compris des gènes qui protègent contre les sulfamides et les aminoglycosides. Cependant, l'étude a également mis en évidence une limite dans la manière dont les scientifiques recherchent habituellement ces gènes de résistance. Lorsque les chercheurs ont examiné uniquement les génomes reconstruits, ils ont trouvé beaucoup moins de gènes de résistance que lorsqu'ils ont utilisé une méthode différente qui scannait l'ensemble de l'échantillon environnemental puis faisait correspondre les résultats avec des génomes bactériens connus. Cette approche alternative a révélé jusqu'à sept fois plus de gènes de résistance dans certains cas. Les résultats suggèrent que, si les génomes reconstruits sont excellents pour comprendre l'histoire évolutive et la diversité des bactéries, ils peuvent sous-estimer l'étendue réelle de la menace de la résistance aux antibiotiques. Dans certaines espèces, les profils de résistance des bactéries de transport étaient indiscernables de ceux des hôpitaux, tandis que dans d'autres, il existait des différences claires. En fin de compte, ce travail démontre que les systèmes de transport public sont des plaques tournantes actives pour la diversité et la transmission bactériennes, et que la combinaison des nouvelles méthodes de reconstruction génétique avec l'analyse traditionnelle est essentielle pour obtenir une image complète des risques que ces passagers invisibles font peser sur la santé humaine.
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