Influence de l’Oxygène sur les Gènes de Résistance aux Antimicrobiens : une approche « One Health »

Introduction

L'augmentation persistante des gènes de résistance aux antimicrobiens (ARG) constitue une menace majeure pour la santé publique, la sécurité alimentaire et l'équilibre écologique global. Dans l'optique du modèle « One Health », qui intègre santé humaine, animale et environnementale, comprendre les facteurs modulant la présence et la prolifération des ARG est essentiel.

Récemment, le rôle de l'oxygène a suscité l'intérêt dans l'évolution, la dissémination et la stabilisation des ARG dans divers milieux. Cet article analyse de manière approfondie les effets différents taux d'oxygénation sur les ARG, en détaillant les mécanismes impliqués et les implications possibles pour la stratégie de lutte contre l'antibiorésistance.

Effets directs de l’oxygène sur les ARG

Conditions aérobies et ARG

Les environnements aérés influencent significativement l'expression et la sélection des ARG, principalement à travers l'activité microbienne. En présence d'oxygène, les communautés bactériennes aérobies dominent souvent. Dans ces conditions, les processus métaboliques des micro-organismes peuvent favoriser l'apparition et le maintien de résistances spécifiques.

Par exemple, la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) sous conditions aérobies peut induire un stress oxydatif, poussant les bactéries à développer des mécanismes de défense pouvant indirectement sélectionner des ARG associés.

Conditions anaérobies et prévalence ARG

À l'opposé, les environnements dépourvus d’oxygène– milieux anaérobies – montrent une diversité microbienne différente. Ici, les bactéries anaérobies facultatives et strictes prospèrent.

Ces conditions semblent favoriser davantage l'acquisition et l'échange horizontal de gènes, notamment via les transferts génétiques tels que la conjugaison. Les bactéries anaérobies comme certaines espèces de Clostridium ou Bacteroides présentent souvent une abondance en ARG, en raison d'une augmentation de la pression sélective induite par le manque d'oxygène et les adaptations associées.

Effets indirects de l’oxygène sur les ARG

Modification des communautés microbiennes

Le taux d'oxygène agit indirectement en modulant la composition des communautés bactériennes. L'oxygène modifie la diversité bactérienne, les interactions compétitives et les dynamiques écologiques.

Ces changements affectent directement la compétition et la répartition des niches écologiques, influençant ainsi la dissémination des résistances.

Influence sur la dégradation des polluants

L’oxygène influe également sur l’élimination de polluants tels que les antibiotiques ou métaux lourds dans les environnements aquatiques et terrestres, lesquels constituent souvent une pression sélective importante.

Les environnements aérobies favorisent généralement la biodégradation plus rapide des contaminants, limitant la sélection à long terme. En revanche, les conditions anaérobies entraînent souvent une accumulation de polluants qui constituent des facteurs prolongés de sélection pour les ARG.

Mécanismes impliqués dans la modulation ARG sous influence oxydative

Stress oxydatif et mutation génétique

Les ROS dans les environnements riches en oxygène peuvent induire des mutations génétiques et des réponses adaptatives bactériennes rapides. Ces mutations renforcent parfois des mécanismes de résistance intrinsèque ou acquise, contribuant indirectement à l’émergence de résistances robustes aux antimicrobiens.

Transfert horizontal de gènes

Les conditions anaérobies, en particulier, peuvent favoriser le transfert horizontal de gènes entre micro-organismes via des plasmides ou conjuguaisons. Faute d'oxygène, les interactions étroites entre bactéries s'intensifient, facilitant les échanges génétiques, dont une multitude concerne des ARG.

Conséquences pour une approche One Health

Impact sur la santé humaine

La persistance de conditions favorisant les ARG augmente le risque de résistances aux traitements médicaux actuels chez l'humain. La compréhension précise du rôle de l’oxygène dans divers contextes peut orienter les stratégies thérapeutiques, prophylactiques et environnementales, optimisant la lutte contre la résistance bactérienne.

Répercussions sur la santé animale

En élevage, connaître les conditions d'oxygénation peut guider une meilleure gestion des effluents, réduisant ainsi la dissémination d'ARG. Sur le plan vétérinaire, ces données se traduisent également par une meilleure maîtrise de l’efficacité des traitements antibiotiques.

Considérations environnementales

La prise en compte du taux d’oxygène pour réduire les ARG dans les sols, eaux usées et aquatiques présente des opportunités. L’utilisation raisonnée des conditions aérobies ou anaérobies peut devenir une stratégie ciblée en gestion environnementale pour contrôler la diffusion des ARG.

Conclusion

L'oxygène influence significativement l’abondance, la dissémination et le maintien des ARG par de multiples mécanismes directs et indirects. Sa maîtrise intentionnelle peut constituer une nouvelle voie prometteuse dans la lutte intégrée contre l’antibiorésistance selon l'approche One Health. Les recherches futures devraient affiner davantage ces liens, contribuant ainsi à protéger durablement santé humaine, animale et écologique.

Source : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969725011647?via=ihub