Dans la lutte à la résistance aux antibiotiques, il est essentiel d’étudier les mécanismes de transfert des gènes entre les bactéries. En effet, la résistance aux antibiotiques peut se propager d’une bactérie à une autre, qu’elles soient de la même espèce ou non, par différents chemins telle la conjugaison, qui est un transfert de matériel génétique nécessitant le contact entre deux bactéries. Pascale B. Beauregard, professeure au Département de biologie de l’Université de Sherbrooke, a voulu comprendre le transfert d’un brin d’ADN d’une bactérie donneuse à une bactérie réceptrice chez l’espèce Bacillus subtilis.
Inoffensive pour les humains, cette bactérie est fréquemment utilisée comme modèle génétique dans les travaux de recherche. Mais elle produit aussi un biofilm, qui est une communauté de plusieurs bactéries englobées dans des polymères qu’elles sécrètent. Ces polymères forment une espèce de gelée, un peu comme celle qui flotte à la surface d’un kombucha. Or, le mécanisme de conjugaison n’avait jamais été étudié sur les bactéries du biofilm, alors que c’est majoritairement sous cette forme qu’on les trouve dans l’environnement.
Dans un premier temps, l’équipe de chercheurs a mélangé des bactéries avec et sans un brin d’ADN en particulier, pour examiner la fréquence à laquelle celui-ci serait transféré dans différentes conditions (avec et sans biofilm). Ils ont ainsi constaté que les transferts de gènes étaient de 100 à 10 000 fois plus fréquents dans le biofilm. En effet, la stabilité de la structure du biofilm permettrait aux bactéries de rester plus longtemps en contact, favorisant ainsi le transfert d’ADN de l’une à l’autre.
L’équipe a également voulu visualiser la conjugaison dans le biofilm et a alors remarqué que celle-ci était très hétérogène. Dans certaines zones, on observait que plusieurs bactéries avaient acquis les nouveaux gènes, mais dans d’autres, très peu. Le taux de succès du transfert de matériel des bactéries donneuses était pourtant semblable dans l’ensemble du biofilm, mais dans certains cas, les bactéries qui recevaient un nouveau gène s’hyperactivaient et devenaient elles-mêmes des « super-infectrices ».
Même si on ne peut généraliser ces résultats pour l’instant, ces recherches ajoutent une pierre à l’édifice de la compréhension des mécanismes de résistance aux antibiotiques.
Références
Lécuyer, F., Bourassa, J.-S., Gélinas, M., Charron-Lamoureux, V., Burrus, V. et Beauregard, P. B. (2018). « Biofilm formation drives transfer of the conjugative element ICEBs1 in Bacillus subtilis », mSphere, 3(5). doi : 10.1128/e00473-18.
Bourassa, J.-S., Jeannotte, G., Lebel-Beaucage, S. et Beauregard, P. B. (2022). « Second-generation transfer mediates efficient propagation of ICEBs1 in biofilms ». Journal of Bacteriology, 204(10). (Editor’s Pick, Commentary and Cover)