Dans les sols et les glaces des régions polaires vivent encore de nombreuses bactéries non découvertes et inconnues, isolées pendant des millions d’années et qui sont maintenant libérées en raison du changement climatique, pouvant ainsi entrer en contact avec le reste du monde. Et cela pourrait devenir un problème de santé mondial, comme l’ont découvert des chercheurs de l’Université du Chili dans une étude. Ils ont pu isoler des gènes de ces micro-organismes de l’Antarctique qui confèrent une résistance aux antibiotiques et à d’autres substances antimicrobiennes comme le cuivre ou le chlore, et qui pourraient éventuellement être transmis à des agents pathogènes connus. Leur étude a été publiée dans la revue Science of the Total Environment.
En 2017 et 2019, une équipe de chercheurs de l’Université du Chili a collecté des échantillons de sol à différents endroits de la péninsule antarctique afin d’étudier les communautés microbiennes de cet habitat inhospitalier. Ils ont trouvé une grande diversité de micro-organismes malgré les conditions environnementales extrêmes. Mais ce qui les a davantage étonnés, entre autres adaptations et capacités surprenantes, c’est la grande résistance de nombreuses bactéries à l’action de plusieurs classes d’antibiotiques et d’autres substances toxiques.
Le Dr Andrés Marcoleta, chercheur à l’Université du Chili et auteur principal de l’étude, prévient que ces capacités de résistance pourraient être transmises à des bactéries pathogènes avec de graves problèmes de santé mondiale. Une partie de ces « super-pouvoirs » est contenue dans des fragments d’ADN mobiles (appelés plasmides) qui sont facilement transférables à d’autres bactéries, selon le Dr Marcoleta. « L’idée que ces gènes puissent un jour trouver leur chemin dans des bactéries qui causent des infections chez les humains ou d’autres animaux, leur conférant une plus grande résistance, ne semble donc pas très éloignée ».
Le Dr Marcoleta explique en outre que de cette manière, les « gènes de résistance » pourraient renforcer d’autres agents pathogènes avec lesquels ils seront en contact à l’avenir et favoriser la propagation de maladies infectieuses. Il souligne à cet égard que les bactéries trouvées et leurs gènes ne sont pas le résultat d’une contamination ou d’une intervention humaine, mais qu’elles se sont développées au cours de l’évolution en tant qu’adaptation aux conditions extrêmes de l’Antarctique et qu’elles forment la communauté microbienne typique de ces sols antarctiques.
Parmi les genres bactériens prédominants dans les sols de la péninsule antarctique, on trouve Pseudomonas, dont plusieurs ont montré une résistance à un grand nombre d’antibiotiques de différentes classes. Le Dr Marcoleta explique que les Pseudomonas sont connus pour s’adapter à de nombreux environnements différents et qu’ils présentent une résistance élevée à toutes sortes de conditions extrêmes et de substances toxiques. « Certaines d’entre elles provoquent des infections chez l’Homme et sont responsables de maladies graves comme la mucoviscidose ». Bien qu’aucun signe de pseudomonas pathogènes dans les échantillons, les représentants de pseudomonas trouvés pourraient « servir de source de gènes de résistance et être transférés assez facilement à des pseudomonas pathogènes ».
Un autre genre de bactéries commun dans le sol antarctique est Polaromonas, qui a le potentiel d’inactiver certains antibiotiques qui sont cruciaux dans le traitement de diverses infections. Selon le Dr Marcoleta, cette souche bactérienne a déjà été trouvée dans des régions urbaines de Sibérie, où l’on trouve également des bactéries pathogènes portées par l’Homme. « Cela confirme qu’il existe déjà des contacts entre les bactéries originaires d’environnements polaires et les bactéries pathogènes, ce qui pourrait conduire à un échange d’informations génétiques entre elles ».
D’autre part, la découverte de cette communauté bactérienne antarctique très puissante pourrait guider le développement d’éventuels nouveaux antibiotiques. En outre, plusieurs souches bactériennes ont un grand potentiel biotechnologique qui pourrait ouvrir la voie à leur utilisation dans des domaines très différents, comme l’a constaté l’équipe de recherche. « Nous avons pu confirmer les capacités surprenantes de certaines souches bactériennes pour la production de nouveaux antibiotiques potentiels, la bioremédiation de substances toxiques et polluantes et la production durable de biopolymères pouvant servir de substituts biodégradables aux plastiques dérivés du pétrole », a déclaré le Dr Marcoleta.
Étant donné que les micro-organismes, et plus particulièrement les agents pathogènes, peuvent avoir un impact mondial, comme l’a montré la pandémie Covid-19, la question de savoir si le changement climatique favorise l’émergence de maladies infectieuses ne devrait pas être négligée. Le réchauffement mondial, qui progresse rapidement, notamment dans les régions polaires, met désormais à nu des micro-organismes ou des informations génétiques qui entrent davantage en contact avec les hommes, les animaux et d’autres organismes. « Dans un scénario possible, ces gènes pourraient quitter ce réservoir et favoriser l’apparition et la propagation de maladies infectieuses », explique le Dr Marcoleta, qui ajoute : « D’autre part, nous savons qu’il existe un transit de plus en plus fréquent et massif d’êtres humains entre la péninsule antarctique et le reste du monde, principalement via le Chili. Cela crée des opportunités potentielles de contact entre les micro-organismes qui colonisent ou infectent les humains et ceux qui habitent naturellement les sols du continent blanc ».
Afin de poursuivre l’étude des micro-organismes qui peuplent les sols de la péninsule antarctique, de leur potentiel en tant que source de résistance aux antibiotiques et de gènes de virulence, ainsi que de l’impact du changement climatique sur ces communautés microbiennes, le Dr Marcoleta a déjà entamé, avec d’autres scientifiques de l’Université du Chili et de l’Université de La Frontera, un projet de recherche pluridisciplinaire plus vaste, « mBioClim ». « Maintenant que nous savons que le sol de l’Antarctique est un grand réservoir de gènes de résistance potentiels, nous devons encore étudier les voies par lesquelles ces gènes peuvent être transmis à d’autres bactéries et si ces gènes, lorsqu’ils atteignent des bactéries pathogènes, confèrent effectivement des propriétés de résistance améliorées ou nouvelles », a déclaré le Dr Marcoleta.
« D’autre part, nous savons que ce ne sont pas seulement les gènes de résistance qui sont importants pour le développement des maladies infectieuses, mais aussi les gènes qui permettent aux bactéries d’avoir plus de succès lors de l’infection ou de provoquer des infections plus graves. Il est donc important de déterminer si cette diversité de bactéries du sol antarctique contient des informations génétiques qui pourraient augmenter la virulence si elles étaient adoptées par des bactéries pathogènes. Il faut également se demander comment l’exposition de nouveaux sols à la suite du dégel et la colonisation ultérieure par d’autres organismes affecteraient ces communautés microbiennes et le transfert d’informations génétiques. Tous ces aspects, ainsi que la découverte de nouveaux micro-organismes et de gènes uniques d’origine antarctique, seront étudiés dans le cadre de ce nouveau projet pluridisciplinaire qui vient de débuter », ajoute-t-il pour conclure.
Julia Hager, PolarJournal
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