Nouvelles

Jun 29, 2023

Profilage génomique et transcriptomique des colonies de phénix

Scientific Reports volume 12, Numéro d'article : 13726 (2022) Citer cet article 694 Accès 1 Citations 4 Détails d'Altmetric Metrics Pseudomonas aeruginosa est une bactérie à Gram négatif responsable de

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 13726 (2022) Citer cet article

694 Accès

1 Citation

4 Altmétrique

Détails des métriques

Pseudomonas aeruginosa est une bactérie Gram négatif responsable de nombreuses infections humaines. Auparavant, de nouvelles variantes tolérantes aux antibiotiques connues sous le nom de colonies de phénix ainsi que des variantes similaires aux colonies viables mais non cultivables (VBNC) ont été identifiées en réponse à des concentrations élevées d'aminosides. Dans cette étude, les mécanismes à l’origine de l’émergence des colonies de phénix et des colonies de type VBNC ont été explorés plus en détail en utilisant à la fois le séquençage du génome entier et le séquençage de l’ARN. Il a été constaté que les colonies de Phoenix présentaient un polymorphisme mononucléotidique (SNP) dans le gène PA4673, qui devrait coder pour une protéine de liaison au GTP. Aucun SNP n'a été identifié dans les colonies de type VBNC par rapport à la population fondatrice. Le séquençage de l'ARN n'a pas détecté de changement dans l'expression de PA4673, mais a révélé plusieurs gènes différentiellement exprimés qui pourraient jouer un rôle dans l'émergence des colonies de phénix. L’un de ces gènes différentiellement exprimés, PA3626, code pour une pseudouridine synthase d’ARNt qui, une fois éliminée, a conduit à une absence totale de colonies de phénix. Bien qu'il ne soit pas immédiatement clair si les gènes identifiés dans cette étude peuvent avoir des interactions qui n'ont pas encore été reconnues, ils peuvent contribuer à la compréhension de la façon dont les colonies de phénix sont capables d'émerger et de survivre en présence d'une exposition aux antibiotiques.

Pseudomonas aeruginosa est une bactérie à Gram négatif présente dans tout l'environnement naturel. En tant qu'agent pathogène opportuniste, il est le plus souvent associé aux infections par la mucoviscidose (FK), mais peut également résider dans les plaies chroniques et les infections post-chirurgicales1,2,3. P. aeruginosa utilise la formation de biofilms, de cellules persistantes et le développement de mécanismes de multirésistance aux médicaments pour échapper à la destruction par des agents antimicrobiens4,5,6,7. En plus de ces mécanismes de tolérance et de résistance aux antimicrobiens, P. aeruginosa s’adapte rapidement à son environnement dans le contexte d’une infection, ce qui suscite des inquiétudes quant à l’efficacité réduite des agents antimicrobiens dans l’éradication de P. aeruginosa8.

Dans une étude précédente, notre laboratoire a identifié un nouveau phénotype de P. aeruginosa tolérant les aminosides, que nous avons appelé colonies de phénix. Les colonies Phoenix sont capables de survivre et de prospérer dans un environnement chargé d’antibiotiques. Cependant, une fois retirées de l’environnement initial aux antibiotiques, les colonies de phénix reviennent à un niveau de sensibilité aux antibiotiques de type sauvage9. Les colonies Phoenix diffèrent de la tolérance traditionnelle en ce sens qu'elles sont capables de maintenir des niveaux élevés d'activité métabolique tout au long de l'exposition aux antibiotiques, alors que la tolérance traditionnelle est généralement le résultat d'une croissance lente ou d'une diminution du métabolisme. De plus, les colonies de phénix sont distinctes des colonies hétérorésistantes et des cellules persistantes. En utilisant le profilage d’analyse de population, une méthode traditionnelle d’identification de l’hétérorésistance, les colonies de phénix se sont révélées sensibles aux antibiotiques de manière homogène après isolement. La concentration de tobramycine dans la région d’émergence des colonies de phénix a également été mesurée comme étant environ dix fois supérieure à la concentration minimale inhibitrice (CMI), ce qui empêcherait le réveil des cellules persistantes au moment de l’apparition des colonies de phénix10. Dans la même étude, nous avons identifié un phénotype supplémentaire similaire au phénotype des colonies viables mais non cultivables (VBNC11). Cependant, ces colonies « de type VBNC » étaient capables de se développer dans l'environnement antibiotique initial mais n'ont pas pu être cultivées. sinon, y compris les cultures contenant le même antibiotique9. Bien que l'importance de ces phénotypes en milieu clinique soit actuellement inconnue, il est possible que les colonies de phénix ou de type VBNC conduisent à des infections chroniques ou récurrentes, similaires aux cellules persistantes7. De plus, s'il semble que les colonies de phénix n'émergent qu'en présence d'aminoglycosides9, les mécanismes moléculaires et génétiques conduisant à la colonie de phénix et à l'émergence de type VBNC sont inconnus. Comprendre les altérations génétiques de ces cellules ou les altérations de l’expression des gènes peut permettre de meilleures options préventives ou thérapeutiques dans la gestion des infections chroniques ou récurrentes.