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Imaginez un agent pathogène qui infecte des personnes en bonne santé et qui peut causer la cécité en un jour et des infections mangeuses de chair, des abcès cérébraux et la mort en quelques jours. Maintenant, imaginez que ce pathogène est également résistant à tous les antibiotiques existants. C’est le scénario de cauchemar qui obsède Thomas A. Russo, MD, professeur de médecine à l’École de médecine et des sciences biomédicales Jacobs de l’Université de Buffalo (UB).

L’hypervirulence de Klebsiella pneumoniae

Depuis qu’il a vu son premier cas à Buffalo il y a sept ans, il étudie l’hypervirulence de Klebsiella pneumoniae, une souche rare mais de plus en plus commune de K. pneumoniae. Il n’y a pas de méthode précise pour distinguer la souche hypervirulente de la souche classique de K. pneumoniae, qui est le plus souvent observée dans l’hémisphère Occidental, est moins virulente et cause habituellement des infections en milieu hospitalier.

Maintenant, Russo, qui dirige la Division des maladies infectieuses au Département de médecine de l’Université de la Colombie-Britannique et ses collègues ont découvert plusieurs biomarqueurs capables d’identifier avec précision l’hypervirulence de K. pneumoniae. Cette recherche a été publiée fin juin dans le Journal de Clinical Microbiology.

Dans un article publié le 27 juin, les auteurs de l’École de médecine de l’université de Fujita et de l’École de médecine de l’université de Pittsburgh ont noté que la recherche faite à l’université de Buffalo est « un grand pas en avant » dans l’élaboration d’une définition consensuelle de l’hypervirulence de cette souche et dans la conception d’études internationales pour en révéler davantage sur son épidémiologie et sa présentation clinique.

« Actuellement, il n’y a pas de test disponible dans le commerce pour distinguer avec précision les souches classiques et hypervirulentes », a déclaré Russo. « Cette recherche fournit une feuille de route claire quant à la façon dont une entreprise peut développer un tel test pour une utilisation dans les laboratoires cliniques car c’est vraiment nécessaire. »

Russo a ajouté qu’un test de diagnostic définitif permettrait non seulement d’optimiser les soins aux patients, mais permettrait également aux chercheurs d’effectuer une surveillance épidémiologique pour suivre à quelle fréquence la souche hypervirulente provoque une infection et a quelle fréquence elle acquiert une résistance aux antimicrobiens.

Bien que l’hypothèse soit que ce pathogène se propage d’une personne à l’autre par la nourriture et l’eau, le mode de transmission exacte demeure inconnu.

Aucun moyen de faire la différence

Russo explique que les deux souches de K. pneumoniae peuvent être mortelles, mais la souche classique est plus susceptible d’infecter les patients atteints d’une maladie sous-jacente, ou qui sont immunodéprimés et hospitalisés.

En revanche, la souche hypervirulente peut infecter des jeunes gens en bonne santé, provoquant des complications soudaines mettant la vie en danger, allant d’abcès hépatiques ou cérébraux à des infections mangeuses de chair. Bien qu’elles soient actuellement moins susceptibles d’être résistantes aux antibiotiques, ces souches continuent d’évoluer.

« Ce qui est de plus en plus préoccupant, c’est le nombre croissant de rapports qui décrivent les souches de K. pneumoniae hypervirulentes qui sont résistantes aux antimicrobiens », a déclaré Russo. « Un microbe à la fois hypervirulent et difficile à traiter est une mauvaise combinaison. » Une souche hypervirulente résistante aux antimicrobiens peut se développer de deux façons, explique-t-il: soit en acquérant des gènes de résistance aux antimicrobiens, soit lorsqu’une souche classique résistante aux antimicrobiens acquiert de l’hypervirulence.

« Ce dernier mécanisme a causé la mort de cinq patients dans l’unité de soins intensifs d’un hôpital de Hangzhou, en Chine, qui a été signalée au début de cette année », a déclaré Russo. Puisque les laboratoires cliniques n’ont aucun test pour détecter la souche hypervirulente, il est difficile, sinon impossible, de la diagnostiquer correctement. Le soi-disant test de corde, actuellement utilisé dans certains cas pour distinguer les souches classiques et hypervirulentes, n’est pas toujours précis, selon la recherche de l’UB. C’est particulièrement problématique, explique Russo, en Amérique du Nord et en Europe, où la prévalence de la souche hypervirulente est faible.

« Beaucoup de cliniciens ne sont pas conscients de la souche hypervirulente », a déclaré Russo. « De plus parce qu’il n’y a pas de test pour la diagnostiquer, un laboratoire ne peut pas les prévenir. »

Trouver la source de l’hypervirulence

Russo et ses coauteurs savaient que l’hypervirulence de K. pneumoniae était largement due à des gènes situés sur un grand plasmide de virulence, un ADN indépendant du chromosome. Ils ont émis l’hypothèse que certains de ces gènes, y compris ceux produisant des molécules d’acquisition du fer appelées sidérophores, pourraient être de bons biomarqueurs. Cela s’est avéré être le cas.

Ils ont également constaté que des concentrations plus élevées de sidérophores prédisent l’hypervirulence. Ils ont ensuite validé les biomarqueurs identifiés dans un modèle d’infection sur des souris.

«L’avantage de l’identification de ces biomarqueurs génétiques est qu’ils peuvent être développés sous la forme de tests rapides d’acides nucléiques, et s’ils sont approuvés par la Food and Drug Administration, ils fourniraient aux cliniciens une méthode précise pour déterminer rapidement si un patient souffre d’une infection due à la souche classique ou hypervirulente », a expliqué Russo.

Il a ajouté qu’un tel test ne sera pas seulement bénéfique pour les patients et pourra sauver des vies, mais s’avérera également crucial pour en apprendre davantage sur l’hypervirulence de K. pneumoniae.

Des aspects inconnus sont encore présents

« Par exemple, nous ne connaissons pas la fréquence de l’infection par K. pneumoniae hypervirulent dans différentes parties du monde », a-t-il expliqué. « Nous savons qu’il infecte tous les groupes ethniques, mais jusqu’à présent, il a été décrit le plus souvent chez les Asiatiques, en particulier dans les pays asiatiques du Pacifique. Est-ce parce que l’hypervirulence de K. pneumoniae est plus communément acquise dans cette partie du monde, mais n’entraîne pas nécessairement une infection, ou parce que certaines populations asiatiques sont, pour une raison ou une autre, plus sensibles à cette infection? Nous pouvons maintenant commencer à étudier ce genre de questions épidémiologiques.  »

Cette recherche a été soutenue par le National Institutes of Health, le Département des Anciens Combattants, l’Université d’Oxford / The Public Health England University et The Centers for Disease Control and Prevention.

Source : Buffalo University