A novel chromosomally encoded OXA-12-like β-lactamase variant (bla OXA-1433 ) in a new Aeromonas veronii sequence type (ST3591) from ready-to-eat oysters

Les bactéries sont des maîtres de l'adaptation, évoluant constamment de nouvelles manières de survivre dans des environnements changeants. L'un de leurs outils de survie les plus puissants est la capacité de résister aux antibiotiques, ces médicaments conçus pour les tuer. Cette résistance n'est pas seulement un problème trouvé dans les hôpitaux ; elle circule librement dans les rivières, les océans et la nourriture que nous mangeons. Les produits de la mer, en particulier les mollusques comme les huîtres, vivent à l'intersection du monde naturel et de la consommation humaine. Comme les huîtres filtrent de vastes quantités d'eau pour se nourrir, elles peuvent concentrer les bactéries et le matériel génétique de leur environnement. Cela en fait une fenêtre critique pour comprendre comment les gènes de résistance circulent à travers l'environnement et atteignent potentiellement les humains. Les scientifiques s'intéressent de plus en plus aux bactéries présentes dans les produits de la mer prêts à consommer, non seulement pour garantir la sécurité alimentaire, mais aussi pour suivre l'évolution naturelle de ces défenseurs microscopiques avant qu'ils ne deviennent une menace pour la santé humaine.

Dans une étude récente, des chercheurs ont examiné des huîtres prêtes à la consommation provenant d'une source commerciale à Florianópolis, au Brésil, pour voir quelles bactéries elles transportaient. Parmi les échantillons, ils ont trouvé un type spécifique de bactérie appelée Aeromonas veronii. Bien que cette bactérie soit commune dans les milieux aquatiques, celle trouvée dans ces huîtres était inhabituelle. Elle appartenait à une famille génétique, ou type de séquence, jusque-là inconnue, que les chercheurs ont désignée sous le nom de ST3591. Plus important encore, cette souche spécifique a montré une résistance à une classe puissante d'antibiotiques connus sous le nom de carbapénèmes. Ces médicaments sont souvent considérés comme un dernier recours pour traiter les infections graves, ainsi, trouver une bactérie capable de résister à eux dans la nourriture est significatif. L'équipe s'est donné pour mission de comprendre exactement comment cette bactérie a obtenu cette résistance et d'où provenaient les instructions génétiques pour celle-ci.

Pour résoudre ce mystère, les scientifiques ont utilisé le séquençage génétique avancé pour lire l'intégralité du manuel d'instructions, ou génome, de la bactérie. Ils ont combiné deux technologies de séquençage différentes pour s'assurer de capturer chaque détail de l'ADN de l'organisme. Cette carte génétique de haute qualité a permis d'identifier les gènes spécifiques responsables de la résistance aux antibiotiques. Ils ont découvert que la bactérie transportait une nouvelle version d'un gène appelé blaOXA-1433. Ce gène produit une enzyme, un type de protéine qui agit comme des ciseaux moléculaires, capable de couper et de détruire les antibiotiques de la classe des carbapénèmes. Les chercheurs ont nommé cette nouvelle variante enzymatique OXA-1433. C'est une proche parente d'une enzyme connue appelée OXA-12, partageant près de 95 pour cent de ses blocs de construction d'acides aminés, mais elle diffère par 13 points spécifiques. Malgré ces petites différences, la nouvelle enzyme a conservé les caractéristiques structurelles essentielles nécessaires pour fonctionner comme une carbapénémase, neutralisant efficacement le médicament.

L'étude est allée au-delà de la simple identification du gène ; elle a examiné où ce gène vivait au sein de l'ADN de la bactérie et s'il pouvait facilement sauter vers d'autres bactéries. Les chercheurs ont découvert que le gène blaOXA-1433 était enchâssé directement dans le chromosome principal de la bactérie, la bibliothèque centrale de ses informations génétiques. Il était entouré de gènes essentiels et stables dont la bactérie a besoin pour survivre, tels que ceux impliqués dans la construction de sa paroi cellulaire et la génération d'énergie. Crucialement, la zone entourant ce gène de résistance ne présentait pas les éléments génétiques mobiles, comme les gènes sauteurs ou les plasmides, qui aident habituellement la résistance à se propager rapidement entre différentes bactéries. Cela suggère que la résistance est une caractéristique intrinsèque, intégrée, de cette lignée bactérienne spécifique plutôt qu'un trait récemment acquis qui pourrait être facilement transmis. Le gène semble être une partie stable de l'histoire évolutive de la bactérie, maintenue au fil du temps au sein de ce groupe de bactéries aquatiques.

Pour confirmer que ce nouveau gène était bien la cause de la résistance, l'équipe a effectué des tests en laboratoire. Ils ont exposé la bactérie à l'imipénème, un type d'antibiotique carbapénème, et ont observé si les bactéries pouvaient le décomposer. Les résultats ont montré que la bactérie a réussi à hydrolyser, ou à briser, l'antibiotique. Ils ont également testé si la résistance dépendait des ions métalliques, ce qui est une caractéristique d'une autre classe d'enzymes de résistance. Le test a montré que la résistance restait forte même lorsque les ions métalliques étaient bloqués, confirmant que l'enzyme OXA-1433, qui ne dépend pas des métaux, était l'agent actif. Cette découverte a permis d'exclure la possibilité qu'un autre type d'enzyme, que la bactérie possède également et qui nécessite des métaux pour fonctionner, soit la cause principale de la résistance.

La découverte de ce nouveau type de séquence et de son gène de résistance unique souligne la diversité cachée des bactéries vivant dans notre chaîne alimentaire. Les chercheurs ont constaté que cette souche spécifique d'Aeromonas veronii, avec sa nouvelle identité génétique et sa résistance chromosomale stable, représente une combinaison de traits jusque-là inconnue dans l'environnement. Bien que cette bactérie particulière ne soit pas actuellement une cause majeure de maladies humaines, sa présence dans les huîtres prêtes à la consommation sert de rappel que les écosystèmes aquatiques sont des réservoirs dynamiques d'innovation génétique. L'étude suggère que l'évolution de la résistance aux antibiotiques est un processus naturel continu se produisant dans la chaîne alimentaire, poussé par l'adaptation constante des bactéries à leurs environnements. En surveillant ces changements dans les produits de la mer, les scientifiques peuvent mieux comprendre les origines et la stabilité des gènes de résistance, offrant une image plus claire de la façon dont les défenseurs microscopiques évoluent avant même de rencontrer un patient humain.