Les virus ne portent que rarement des gènes de résistance aux antibiotiques dans leur génome

Au cours du 20ème siècle, les antibiotiques ont considérablement fait reculer la mortalité associée aux maladies infectieuses. Cette remarquable efficacité a conduit à leur utilisation massive et répétée en santé humaine et en agronomie, générant une pression de sélection sur les bactéries qui ont développé des systèmes de défense contre ces antibiotiques. Ces mécanismes sont le résultat de l’expression de gènes de résistance aux antibiotiques (GRA) que l’on sait omniprésents au sein du microbiote (i.e. ensemble des bactéries) intestinal. Considérant que les GRA peuvent être transférés entre bactéries, il est crucial d’élucider les mécanismes à l’origine de ces transferts.

De récentes études (notamment Modi et al., Nature, 2013) ont confirmé que les virus infectant les bactéries (i.e. phages ou bactériophages) véhiculent ces gènes d’une bactérie à une autre. Les phages contribuent à la propagation des GRA dans l'environnement et ont des implications majeures en matière de santé publique. Il reste toutefois à préciser la nature de ces transferts permis par les virus. En effet, plusieurs hypothèses sont possibles : (i) les GRA font partie intégrante du génome viral et sont ainsi transférés du virus à la bactérie infectée ou (ii) les GRA sont encodés par le génome bactérien et des morceaux de celui-ci sont transférés en venant « s'incruster » dans l'enveloppe du virus.

En effectuant une analyse rigoureuse de l'ensemble des génomes des virus présents dans différents échantillons fécaux (métagénomes viraux) générés dans de précédentes études, nous avons pu montrer que les GRA ne sont pas intégrés dans le génome des phages comme suggéré par les études antérieures. Ils sont seulement « empaquetés » dans l'enveloppe du virus, au sein d'un fragment de génome bactérien ayant été introduit à la place du génome du phage. Ce mécanisme, dénommé « transduction généralisée », est connu depuis longtemps et permet aux bactéries de partager leur patrimoine génétique (cf. illustration). De plus, nous avons pu confirmer que les traitements aux antibiotiques incitent les bactéries à transférer leurs gènes via ce mécanisme puisque ces transferts sont deux fois plus fréquents suite à ces traitements.

En conclusion, les traitements antibiotiques incitent les bactéries à transférer leurs gènes, mais les GRA ne sont pas transférés plus souvent que les autres gènes bactériens et ne sont que très rarement intégrés au sein des génomes viraux. Ainsi, même si les particules virales servent de manière ponctuelle de vecteur pour propager les GRA, il apparaît que les gènes de résistance aux antibiotiques ne font pas partie des gènes bactériens ayant été sélectionnés dans le génome des virus.