Comme le dépeint le numéro de Septembre 2016 du magazine La Recherche, nous sommes actuellement confrontés à une crise dans le domaine des antibiotiques. Dans les dernières années, un phénomène de résistance des bactéries aux antibiotiques actuels est apparu. En 2001, 33 % des souches de staphylocoques dorés isolés d’infections invasives étaient résistantes à la méticilline contre 22 % en 2010. Afin de remédier à ça, il est donc urgent de mettre au point de nouveaux antibiotiques. Seulement, le fait est que les antibiotiques dont nous disposons actuellement sont issus des bactéries elles-mêmes, car ce sont elles qui produisent ces molécules que l’on utilise ensuite contre les infections bactériennes.

Or, ces antibiotiques ne sont issus que d’1% des micro-organismes existants. Pourquoi un si faible pourcentage ? Car actuellement, nous ne parvenons pas à cultiver la majeure partie des bactéries existantes, qui peut-être produisent des molécules qui serviront à traiter d’autres infections bactériennes. Il faut donc parvenir à cultiver toutes ces autres types de bactéries. Et cela passe par un changement au niveau des méthodes et techniques de culture qui répondent aux besoins spécifiques des bactéries.

En effet, certaines bactéries ont besoin d’un temps de développement long mais ont aussi besoin d’un mélange spécifique de substances chimiques que les boîtes de Pétri ne peuvent pas fournir. Une équipe de l’université de Northeastern à Boston dirigé par Slava Epstein a justement mis au point une nouvelle méthode de culture des bactéries, tout en les laissant dans leur milieu milieu naturel. Il s’agit de l’Ichip ; cela consiste à récupérer un échantillon de terre, qui contient donc des bactéries. Il faut ensuite le placer dans un disque métallique contenant de l’agar-agar (milieu nutritif) et dont on recouvre les faces avec une membrane hémiperméable comportant des pores trop petits pour permettre le passage des bactéries mais suffisamment larges pour que des éléments chimiques dans le sol puissent la traverser.

Image : Popular science

Sur 10 000 souches bactériennes, un tel dispositif a ainsi permis la culture de 20 à 30% de bactéries contre 0,1% dans une boîte de Pétri traditionnelle. Ce dispositif a ainsi permis la découverte de 25 antibiotiques. Mais tous ne sont pas utilisables car la plupart sont nocifs également pour nos cellules, ce qui n’est évidemment pas le but recherché. Mais 2 de ces 25 molécules semblent avoir un effet sur la tuberculose et continuent donc d’être étudiées. Preuve du succès de cette méthode, la fondation Bill et Mélinda Gates en finance le développement afin de faire progresser la recherche de nouvelles méthodes de culture bactérienne.

Il faut savoir que ce phénomène de résistance est de nos jours imputé à la surconsommation médicamenteuse et à l’usage systématiques d’antibiotiques même en cas d’infections virales (rappelant que les antibiotiques ne sont efficaces que contre les infections bactériennes). Mais ce n’est pas forcément la seule raison. Il a même été retrouvé dans de l’ADN de mammouths des bactéries datant de 30 000 ans qui comportaient déjà des gènes de résistance à la vancomycine (un antibiotique).

Il s’avère en tous cas qu’un des effets d’un abus d’antibiotiques se répercute au niveau de la flore intestinale (le microbiote) qui est colonisée par environ 1014 microbes. Ces bactéries sont d’une utilité majeure au sein de notre organisme. Elles permettent la digestion des aliments mais sont aussi impliquées dans la synthèse de vitamines, sont promotrices de l’angiogenèse et ont des fonctions au sein du système nerveux entérique et du cerveau1,4. Un changement au sein de cet incroyable écosystème peut être impliqué dans plusieurs pathologies comme l’obésité2, le cancer2, le diabète2, le VIH2, et même l’autisme2,3. Et l’usage abusif d’antibiotiques peut notamment impacter sur les rôles du microbiome intestinal.

Les troubles du spectre autistique sont des pathologies neurodéveloppementales, caractérisées par des déficits cognitifs, au niveau de la communication et du comportement. Des articles et revues publiés en 2015 ont suggéré un lien entre cette pathologie et le microbiome intestinal, lien assuré par un axe intestin-cerveau, nommé « gut-brain axis ». Les bactéries intestinales communiqueraient ainsi avec le système nerveux et la perturbation de cet axe de communication serait impliqué dans les troubles du spectre autistique. Une étude va même jusqu’à émettre l’hypothèse que le degré de l’altération du microbiome intestinal serait corrélé avec la sévérité de la pathologie1. Les bactéries intestinales seraient impliquées dans le taux de molécules telles que des neurotrophines (facteurs de croissance) mais aussi de neurotransmetteurs.

Une autre publication montre que le niveau d’acides aminés différait chez des sujets atteints de troubles autistiques, comme le glutamate, qui est également un neurotransmetteur et qui est donc impliqué dans la transmission d’influx nerveux entre les neurones. Ce métabolite est issu de la lyse de protéines par le biais de bactéries présentes dans l’intestin, dont certaines voient leur activité augmentée en cas d’autisme. Or, le glutamate, s’il se retrouve en grande quantité dans le cerveau peut engendrer une hyperactivité des neurones et entraîner une mort neuronale importante : c’est ce qu’on appelle l’excitotoxicité. Et cette mort neuronale peut être à l’origine de troubles et pathologies neuronales.

En conclusion, on peut donc dire que notre intestin et même notre organisme entier est un gigantesque écosystème qui abrite des centaines de millions de bactéries qui assurent des fonctions de protection, de détoxification et de digestion. Il ne faut donc pas rentrer dans une peur inconsidérée envers ces micro-organismes, car en plus de leur action symbiotique dans notre organisme, les bactéries sont également des sources de production d’antibiotiques que nous utilisons lorsque nous développons des infections bactériennes. Il est important que nous considérions tout le potentiel des bactéries afin de pouvoir évoluer dans le domaine de la santé et de déterminer de nouvelles thérapeutiques pour des pathologies comme les troubles autistiques.

>> Notes :

1. Autism spectrum disorders and intestinal microbiota ; Maria De Angelis, Ruggiero Francavilla, Maria Piccolo, Andrea De Giacomo and Marco Gobbetti ; Gut Microbes 6:3, 207-213 ; May/June 2015
2. Impact of gut bacteria on human health and diseases ; Yu-Jie Zhang, Sha Li, Ren-You Gan, Tong Zhou, Dong-Ping Xu and Hua-Bin Li ; International Journal of Molecular Sciences 16, 7493-7519 ; 2015
3. Gut-microbiota-brain axis and effects on neuropsychiatric disorders with suspected immune dysregulation ; Anastasia I.Petra, Smaro Panagiotidou, Erifili Hatziagelaki, Julia M. Stewart, Pio Conti and Theoharis C. Theoharides ; Clin Ther, 37(5): 984-995 ; May 2015
4. Regulation of prefrontal cortex myelination by the microbiota ; AE Hoban, RM Stilling, FJ Shanahan, TG Dinan, MJ Claesson, G Clarke and JF Cryan ; Translational Psychiatry (2016)