Comment l’agent pathogène hospitalier Acinetobacter baumannii s’adapte rapidement aux nouvelles conditions environnementales

Chaque année, plus de 670 000 personnes en Europe tombent malades à cause d’agents pathogènes résistants aux antibiotiques et 33 000 meurent des infections. Les agents pathogènes résistants à plusieurs, voire à tous les antibiotiques connus, sont particulièrement redoutés. L’un d’eux est la bactérie Acinetobacter baumannii, redoutée aujourd’hui avant tout comme la “superbactérie hospitalière”: selon les estimations, jusqu’à 5% de toutes les infections nosocomiales et un dixième de toutes les infections bactériennes entraînant la mort peuvent être attribuées à ce seul agent pathogène. Cela met A. baumannii tout en haut d’une liste d’agents pathogènes pour lesquels – selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS) – il est urgent de développer de nouvelles thérapies.

Comprendre quelles caractéristiques font A. baumannii un agent pathogène est l’une des conditions préalables à cela. À cette fin, des bioinformaticiens dirigés par le professeur Ingo Ebersberger de l’Université Goethe de Francfort et le LOEWE Center for Translational Biodiversity Genomics (LOEWE-TBG) comparent les génomes et les protéines qui y sont codées à travers un large éventail de Acinetobacter souches. Les conclusions sur les gènes qui contribuent à la pathogénicité peuvent être tirées avant tout des différences entre les souches dangereuses et inoffensives.

En raison d’un manque de méthodes appropriées, les études correspondantes se sont jusqu’à présent concentrées sur la présence ou non d’un gène dans une souche bactérienne. Cependant, cela néglige le fait que les bactéries peuvent acquérir de nouvelles caractéristiques en modifiant des gènes existants et donc aussi les protéines qu’ils codent. C’est pourquoi l’équipe d’Ebersberger a développé une méthode bioinformatique pour suivre la modification des protéines le long d’une lignée évolutive et a maintenant appliqué cette méthode pour la première fois à Acinetobacter en collaboration avec des microbiologistes de l’Institut des biosciences moléculaires et de l’Institut de microbiologie médicale et de contrôle des infections de l’Université Goethe de Francfort.

Au cours du processus, les chercheurs se sont concentrés sur les appendices cellulaires ressemblant à des cheveux, connus sous le nom de pili de type IVa (T4A), qui sont répandus chez les bactéries et qu’ils utilisent pour interagir avec leur environnement. Le fait qu’ils soient présents dans des bactéries inoffensives d’une part et aient même été identifiés comme un facteur clé de la virulence de certains pathogènes d’autre part suggère que les pili T4A ont acquis à plusieurs reprises de nouvelles caractéristiques associées à la pathogénicité au cours de l’évolution.

L’équipe de recherche a pu montrer que la protéine ComC, qui se trouve à l’extrémité des pili T4A et est essentielle à leur fonction, présente des changements manifestes au sein du groupe des pathogènes Acinetobacter souches. Même différentes souches de A. baumannii ont différentes variantes de cette protéine. Cela conduit le bioinformaticien Ebersberger à comparer le pili T4A à un outil de jardin multifonctionnel, où le manche est toujours le même, mais les attaches sont interchangeables. “De cette manière, des modifications fonctionnelles drastiques peuvent être réalisées sur de courtes périodes évolutives”, est convaincu Ebersberger. “Nous supposons que les souches bactériennes qui diffèrent en termes de leurs pili T4A interagissent également différemment avec leur environnement. Cela pourrait déterminer, par exemple, dans quel coin du corps humain l’agent pathogène s’installe.”

L’objectif est d’utiliser cette connaissance de la diversité étonnamment élevée au sein de l’agent pathogène pour améliorer le traitement des A. baumannii infections, comme l’explique Ebersberger : “Sur la base de nos résultats, il pourrait être possible de développer des thérapies personnalisées adaptées à une souche spécifique de l’agent pathogène.” Cependant, l’étude d’Ebersberger et de ses collègues révèle également autre chose : des études antérieures sur la génomique comparative de A. baumannii n’ont vraisemblablement dévoilé que la pointe de l’iceberg. “Notre approche a beaucoup contribué à résoudre la recherche de composants possibles qui caractérisent les agents pathogènes”, déclare Ebersberger.