Affaiblissement trophique et transmission de la résistance aux antibiotiques dans les réseaux trophiques aquatiques

Introduction

La dissémination de la résistance aux antibiotiques (ABR) dans les écosystèmes aquatiques soulève d'importantes préoccupations sanitaires et environnementales. Les réseaux trophiques aquatiques, du plancton aux poissons, constituent des voies privilégiées pour la transmission de bactéries résistantes et de gènes de résistance. Cette dynamique, régie par des processus écologiques complexes, influence le devenir et la persistance de l'ABR dans l'environnement.

Sources et circulation de la résistance aux antibiotiques en milieux aquatiques

Les écosystèmes aquatiques reçoivent en continu des résidus d'antibiotiques et des bactéries résistantes via les eaux usées domestiques, industrielles et agricoles. Une fois dans le milieu, ces agents sélectionnent et favorisent la propagation de l'ABR, non seulement parmi des micro-organismes pathogènes, mais également chez les bactéries environnementales. Les gènes de résistance, portés par des éléments mobiles tels que les plasmides, peuvent être transférés horizontalement dans tout le réseau microbien.

Structure des réseaux trophiques aquatiques

Les réseaux trophiques aquatiques sont structurés en plusieurs niveaux liés par des relations prédatrices successives : phytoplancton et bactéries → microcrustacés (zooplancton) → macroinvertébrés et poissons. À chaque niveau, la biomasse, la densité microbienne et la pression de sélection diffèrent, influençant la dilution ou la concentration de l’ABR le long de la chaîne alimentaire.

Atténuation trophique de l’ABR : mécanismes et implications

L’"affaiblissement trophique" réfère à la réduction progressive de la charge en bactéries résistantes et en gènes d’ABR à mesure que l’on progresse vers les niveaux trophiques supérieurs. Plusieurs mécanismes sous-tendent ce phénomène :

• Filtration sélective par la prédation : Les microcrustacés zooplanctoniques consomment des bactéries porteuses de gènes de résistance, mais la digestion et le passage dans l’intestin réduisent la survie des bactéries résistantes exogènes.
• Bioaccumulation limitée : Bien que l’ADN environnemental et certains gènes de résistance puissent s’accumuler dans les tissus d’organismes filtrants, la transmission verticale (de proie à prédateur) est moins efficace comparée à la dissémination horizontale au sein d’un même niveau.
• Pression de sélection décroissante : Aux niveaux trophiques supérieurs, l’exposition directe aux antibiotiques est souvent moindre, ce qui réduit la pression de sélection pour les phénotypes résistants.

Transmission de l'ABR à travers la chaîne alimentaire aquatique

Malgré l'atténuation, la transmission trophique de l'ABR subsiste :

• Les poissons, prédateurs à plusieurs niveaux trophiques, peuvent ingérer des bactéries et des gènes résistants via leur alimentation.
• La persistance de certains gènes de résistance dans le tube digestif ou les tissus d’organismes aquatiques a été documentée, posant un risque de transfert à d'autres microorganismes via conjugaison.
• les conditions environnementales locales (température, pH, diversité microbienne) modulent la transmission et la détection de la résistance tout au long du réseau trophique.

Importance des interactions microbiennes et du microbiote aquatique

Le microbiote des organismes aquatiques (poissons, zooplancton) constitue une barrière naturelle, limitant le succès d’implantation des bactéries exogènes résistantes. Cependant, des événements de transfert horizontal impliquant le microbiote autochtone et les gènes de résistance de l’environnement sont possibles, notamment dans les milieux soumis à un stress antibiotique chronique.

Risques écologiques et sanitaires

• Pour les écosystèmes : La circulation et l’enrichissement des gènes de résistance dans les réseaux trophiques aquatiques peuvent perturber les équilibres écologiques, en modifiant la composition et la résilience des communautés microbiennes.
• Pour la santé humaine : Les organismes aquatiques contaminés, en particulier les poissons d’élevage ou sauvages consommés par l’homme, constituent une voie potentielle d’exposition indirecte à l’ABR.

Perspectives et stratégies de gestion

L’atténuation trophique offre une lueur d’espoir pour l’autoépuration naturelle des réseaux aquatiques, mais son efficacité reste contingente à la réduction à la source de la contamination en antibiotiques. Des mesures de gestion intégrée, telles que l’amélioration du traitement des eaux usées et le contrôle de l’utilisation agricole des antibiotiques, sont essentielles pour limiter la dissémination de l’ABR.

Des approches écosystémiques – tenant compte de la complexité des interactions trophiques, du microbiote et des flux de gènes – devront être privilégiées dans les politiques de surveillance et d’intervention.

Conclusion

L’affaiblissement trophique réduit partiellement la transmission de la résistance aux antibiotiques dans les réseaux alimentaires aquatiques, sans toutefois l’éliminer complètement. Déceler et comprendre les voies de dissémination dans ces milieux complexes est crucial pour limiter les impacts de l’ABR sur l’environnement et la santé humaine.

Source : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389425033278?dgcid=rss_sd_all