Environnement

Microplastiques : leur rôle dans la diffusion de la résistance aux antibiotiques

Maria Belén sathicq

Nationality Argentinian

Year of selection 2019

Institution Consiglio Nazionale delle Ricerche - Istituto di Ricerca sulle Acque (IRSA)

Country Italy

Risk Environnement

Post-Doctoral Fellowship

2 years

125000 €

La résistance aux antibiotiques (en anglais Antibiotic Resistance, ou AR) est considérée par l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) comme l'une des plus grandes menaces actuelles pour la santé mondiale, la sécurité alimentaire et le développement. Ce phénomène se produit lorsque, du fait de leur exposition aux antibiotiques, des bactéries développent progressivement la capacité de combattre leur action. Bien qu'il s'agisse d'un phénomène naturel, le mauvais usage et/ou la consommation excessive des antibiotiques ont considérablement accéléré le processus, compromettant ainsi l’incommensurable progrès réalisé dans le combat contre les maladies infectieuses depuis l'invention de la pénicilline au début du 20e siècle. Pour limiter la propagation de ce fléau, l'OMS recommande un contrôle intensif en vue d’identifier et de surveiller les zones sensibles critiques. Les sources de pollution ponctuelles, telles que les infrastructures pour le traitement des eaux ou les installations agricoles, sont soupçonnées de jouer un rôle important dans la dissémination de bactéries et de gènes résistants aux antibiotiques dans l'environnement naturel. Parallèlement, comme le précise la Dr. Maria Belen Sathicq, on sait que ces mêmes sources de pollution sont responsables de la dissémination de microplastiques. Chercheuse en écologie microbienne à l'Institut National de Recherche sur l’Eau en Italie, la Dr. Sathicq cherche à évaluer la quantité de bactéries résistantes relâchées par ces sources particulières, ainsi que le rôle joué par les particules de microplastiques dans leur propagation. En effet, des études récentes ont montré leur implication potentielle en tant que supports et vecteurs de la propagation de facteurs déterminants de la résistance aux antibiotiques dans l'eau. L'objectif global de ce projet, appelé AENEAS (en référence à Énée, héro de la mythologie grecque qui traversa les mers, et fonda Rome) est d'apporter sa contribution à une meilleure compréhension des vecteurs responsables de la propagation de la résistance aux antibiotiques.

Les bactéries se propagent de différentes manières. Elles peuvent se développer spontanément chez un être humain ou un animal suite à l'ingestion d'antibiotiques, se transmettre d'un porteur à un autre (qu’il s’agisse d’un animal ou d’un être humain), à travers la nourriture, ou via l'environnement (sol, air, et eau). « Mes recherches portent sur la présence et la survie de bactéries résistantes dans les eaux côtières, après contamination par les effluents d’installations de traitement des eaux urbaines usées ou par l'écoulement de canaux de drainage des terres agricoles dans la mer », explique la Dr. Sathicq. Ses recherches s'appuient notamment sur la corrélation déjà établie entre la présence anormale de facteurs déterminants de la résistance aux antibiotiques dans les eaux côtières et les niveaux également anormaux de résistance aux antibiotiques chez des humains : « Une étude datant de 2018 a montré que les gens qui passent beaucoup de temps dans les eaux côtières polluées sont plus susceptibles d'être porteurs de bactéries résistantes dans leur microbiome », indique-t-elle. Dans des conditions normales, les bactéries ne sont pas censées survivre très longtemps dans les eaux côtières, mais la présence de microplastiques change la donne. Elles peuvent s'attacher au plastique et former un biofilm à la surface. Cela crée un environnement qui leur est plus favorable, augmentant leurs chances de survie. Elles peuvent vivre plus longtemps, se propager plus loin, et même se reproduire. De plus, la proximité entre les bactéries au sein de ces biofilms permet l'échange d'ADN, y compris de gènes résistants aux antibiotiques. On appelle ce processus un transfert horizontal de gènes. Cela signifie que de l'ADN extracellulaire (ou ADN libre circulant) porteur de gènes résistants aux antibiotiques est potentiellement présent dans ces environnements, lesquels présentent un haut risque de contagion pour les bactéries non-résistantes”.

Évaluer à la fois le problème et sa perception par la société : une démarche pluridisciplinaire.

Afin de vérifier l'hypothèse selon laquelle les particules de microplastiques favorisent la diffusion et l'établissement de bactéries résistantes dans les milieux marins, le projet de la Dr. Sathicq mènera deux séries de travaux consécutives : la première évaluera la présence de microplastiques dans les eaux côtières, l'impact des sources de pollution ponctuelles, ainsi que la diversité microbienne et la composition des communautés microbiennes présentes dans les eaux de surface et dans les microplastiques. La seconde étudiera les mécanismes sous-jacents de la transmission de la résistance aux antibiotiques et le rôle potentiel joué par les microplastiques dans leur propagation. Dans les faits, la chercheuse et son équipe collecteront des échantillons de neuf sites différents le long de la côte Tyrrhénienne (en Italie), évalueront la quantité et les types de microplastiques présents, le nombre de bactéries sur les plastiques et dans l’eau, et se serviront de la génomique afin de les identifier et de les classer. Dans des conditions de laboratoire contrôlées, ils testeront alors les mécanismes sous-jacents au rôle des microplastiques, en se concentrant sur le transfert horizontal de gènes.

Le projet ne se limitera pas à une étude du rôle des particules de microplastiques, mais il évaluera également le degré de sensibilisation et la perception de la société face aux risques qu’ils présentent. Plus précisément, la Dr. Sathicq cherche à analyser et à évaluer le niveau de prise de conscience parmi les parties prenantes (pêcheurs professionnels, administrateurs et citoyens résidant le long des côtes) concernant l'importance de la biodiversité microbienne des milieux marins, ainsi que le risque que pose la présence de microplastiques et de bactéries résistantes. Son équipe travaillera également main dans la main avec les populations locales, participant à la tendance en plein essor des sciences citoyennes. « Les gens qui vivent dans ces régions savent des choses que nous ignorons ; ils vivent là depuis des années. Il serait dommage de ne pas faire bon usage de ces connaissances ! ».

En rapprochant ainsi les domaines de l'écologie fonctionnelle et des maladies infectieuses, ce projet post-doctoral subventionné par AXA s'inscrit dans une initiative de recherche globale appelée 'OneHealth', un effort de collaboration pluridisciplinaire pour résoudre les défis de santé mondiaux et environnementaux. En associant les domaines de la biologie, de l'écologie et de la génomique avec ceux des sciences sociales et statistiques, l'approche pluridisciplinaire du projet permettra d’obtenir une vision remarquablement complète du problème que constitue l'impact des microplastiques sur la propagation de la résistance aux antibiotiques dans l'eau. En ce sens, les trouvailles du projet contribueront très certainement à la conception de stratégies d'atténuation efficaces.