L’antibiorésistance dans les environnements aquatiques : une problématique d’écologie microbienne et de santé publique

Résumé Fr En

Les gènes impliqués dans les voies de biosynthèse, codant les antibiotiques et les mécanismes de résistance aux antibiotiques, ont été détectés dans l’ADN extrait des sédiments du permafrost datant de 30 000 ans, ou dans le microbiome d’une grotte où l’homme n’avait jamais pénétré. Les antibiotiques appartiennent à une classe de petites molécules actives (parvome) sécrétées par les micro-organismes de l’environnement. Pour autant, depuis 1950, l’usage intensif des antibiotiques en médecines humaines et animales s’est accompagné d’une augmentation sans précédent de la résistance bactérienne en milieu hospitalier et en élevage clinique, et d’une contamination diffuse de l’environnement, notamment du milieu aquatique, par des antibiotiques et par des bactéries antibiorésistantes (ATBr). Les résultats des recherches menées dans un estuaire anthropisé (Seine, France) sont présentés à titre d’exemple. Le projet multidisciplinaire FLASH (devenir des antibiotiques, flux de gènes et de bactéries antibiorésistantes dans les hydrosystèmes de surface) s’est intéressé à la relation entre la prescription d’antibiotiques, l’occurrence de bactéries fécales antibiorésistantes ( Escherichia coli et Enterococcus spp.) dans l’eau de surface et la présence de molécules antibiotiques dans cette eau, à l’échelle d’un continuum rural et hospitalier dont les eaux se rejettent dans un affluent de la Seine. Au-delà du constat de cette contamination et de son déterminisme, le rôle des eaux de surface dans l’augmentation en retour de l’antibiorésistance en milieu clinique ou en médecine vétérinaire reste encore difficile à appréhender. Les dangers correspondant à ce risque sont : le transfert à des souches pathogènes pour l’homme circulant dans l’environnement de nouveaux gènes de résistance aux antibiotiques, présents dans le génome des communautés microbiennes de l’environnement, ou le transfert de gènes d’origine médicale humaine ou animale, à des bactéries de l’environnement, pathogènes opportunistes pour l’homme. Dans ce contexte, un des défis majeurs des scientifiques sera d’évaluer la vulnérabilité ou la résilience microbiologique du milieu aquatique à la contamination par des ATBr et les gènes correspondants. Des études multidisciplinaires, s’adossant sur des observatoires environnementaux, devront être menées dans le cadre de la démarche DPSIR ( Driving forces, Pressure, State, Impact, Response/force motrices, pression, état, impact, réponse), afin d’élaborer des scénarii et de proposer des outils d’aide à la décision pour la mise en œuvre d’une politique publique.

Genes encoding antibiotic resistance have been found in DNA present in 30,000-year-old permafrost sediment and in areas without human activity. Antibiotics belong to a class of small bioactive molecules secreted by environmental microorganisms. Since 1950, intensive use of antibiotics in human and veterinary medicine has been accompanied by an unprecedented increase in bacterial resistance in clinical settings, and a contamination of the environment, mainly surface water, by antibiotics and by antibiotic-resistant (ATBr) bacteria. To further illustrate this problem, we study here the fate of both antibiotic and antibiotic-resistant fecal bacteria in the Seine estuary in France, highly impacted by humans. Thus, ATBr Escherichia coli and ATBr Enterococcus spp. were investigated along a medical center-wastewater treatment plant-river continuum and along a rural hydrological continuum, in relation to antibiotic prescription and contamination of surface water. To date, notwithstanding the spread of ATBr bacteria in aquatic environments, it remains difficult to estimate their risk to human health. Environmental contamination by ATBr bacteria could be linked to the transfer of clinical integrons and antibiotic resistance genes to (i) environmental strains that are opportunistic pathogens in humans, or (ii) environmental organisms that may secondarily transfer such genes to strains that are pathogenic in humans. One of the major scientific challenges of the decades to come will be the evaluation of the vulnerability and resilience of the aquatic environment to contamination by ATBr bacteria and their genes. For this purpose, collaborative research should be conducted, supported by environmental observatories and in accordance with the DPSIR (Driving forces-Pressure-State-Impact-Response) concept.