Une méthode de surveillance génomique permet de détecter de multiples superbactéries dans les hôpitaux

Des chercheurs ont développé une nouvelle technique génomique permettant de suivre simultanément la propagation de plusieurs superbactéries dans un hôpital, ce qui pourrait aider à prévenir et à gérer les infections nosocomiales courantes plus rapidement et plus efficacement que jamais.

L’étude de validation de principe, menée par le Wellcome Sanger Institute, l’Université d’Oslo, la Fondazione IRCCS Policlinico San Matteo en Italie et des collaborateurs, détaille une nouvelle approche de séquençage en profondeur qui capture simultanément toutes les bactéries infectieuses courantes d’un hôpital. Les méthodes actuelles consistent à cultiver et à séquencer tous les agents pathogènes séparément, ce qui prend plus de temps et nécessite plus de travail.

Publié le 20 août dans le Lancette microbienneL’étude a porté sur l’ensemble de la population de bactéries pathogènes trouvées dans plusieurs unités de soins intensifs (USI) et services ordinaires des hôpitaux au cours de la première vague de la pandémie de COVID-19 de 2020. Les chercheurs ont pu voir le type de bactéries dont souffraient les patients, y compris les agents pathogènes résistants aux antibiotiques bien connus présents dans les hôpitaux.

Ils ont découvert que chaque patient en USI testé dans l’étude était colonisé par au moins une de ces bactéries résistantes au traitement, tandis que la majorité était colonisée par plusieurs d’entre elles simultanément.

Les chercheurs pensent que leur approche pourrait être intégrée aux systèmes de surveillance clinique hospitaliers existants. La résistance aux médicaments étant un problème répandu dans les hôpitaux et autres milieux cliniques, ce système pourrait identifier, suivre et limiter simultanément la propagation de bactéries courantes résistantes à plusieurs traitements.

Les bactéries se trouvent généralement dans ou sur le corps sans causer de dommages, ce que l’on appelle la colonisation. Cependant, si certaines souches pénètrent dans la circulation sanguine en raison d’un système immunitaire affaibli, elles peuvent provoquer des infections graves et potentiellement mortelles, à moins qu’elles ne puissent être traitées efficacement avec des antibiotiques.

Le fait que certaines de ces bactéries soient résistantes aux antibiotiques constitue un défi supplémentaire pour les prestataires de soins de santé. Les infections causées par ces bactéries sont un problème majeur dans les hôpitaux. On prévoit que ces bactéries résistantes aux traitements causeront plus de décès que le cancer d’ici 2050. Si certains hôpitaux effectuent des tests de dépistage des bactéries résistantes aux antibiotiques à l’arrivée, aucun système ne permet de suivre efficacement toutes les bactéries multirésistantes dans un hôpital.

Au cours des 15 dernières années, la surveillance génomique est devenue un outil puissant pour suivre l’évolution et la transmission des agents pathogènes, fournissant des informations cruciales pour aider à gérer la propagation des maladies.

Cependant, les méthodes actuelles impliquent la culture d’une seule souche de bactéries à la fois dans un échantillon, puis le séquençage complet du génome de chacune d’elles séparément. Il s’agit d’un processus laborieux, qui peut facilement prendre plusieurs jours et ne fournit qu’un aperçu partiel de toutes les bactéries cliniquement pertinentes trouvées dans un échantillon.

Dans cette nouvelle étude menée par le Wellcome Sanger Institute, l’Université d’Oslo, la Fondazione IRCCS Policlinico San Matteo en Italie et des collaborateurs, l’équipe a développé une nouvelle approche qui a capturé des données de séquençage du génome entier de plusieurs agents pathogènes à la fois. Il s’agit d’une approche de séquençage approfondi « pan-pathogène » qui peut fournir des données génomiques aussi rapidement que les hôpitaux peuvent traiter les échantillons.

L’équipe a prélevé des échantillons sur 256 patients d’un hôpital italien, capturant des bactéries présentes dans l’intestin, les voies respiratoires supérieures et les poumons. Les 2 418 échantillons d’ADN ont pu être associés à 52 espèces de bactéries. 66 % (2 148) d’entre elles étaient constituées de différentes souches des sept infections bactériennes les plus courantes observées dans les hôpitaux.

Ils ont découvert que les patients des unités de soins intensifs étaient colonisés par au moins une bactérie susceptible de provoquer une maladie grave à tout moment, et que des gènes AMR cliniquement importants étaient présents dans au moins 40 % d’entre eux.

L’équipe a cartographié efficacement la propagation des bactéries hospitalières sur une période d’échantillonnage de cinq semaines, ce qui leur a permis également de prédire quelles bactéries étaient les plus susceptibles d’apparaître dans les infections contractées pendant le séjour à l’hôpital.

Le professeur Jukka Corander, co-auteur principal du Wellcome Sanger Institute et de l’Université d’Oslo, a déclaré : « Notre méthode qui capture des informations génétiques sur plusieurs souches bactériennes en même temps a le potentiel de transformer la surveillance génomique des agents pathogènes, nous permettant de capturer des informations essentielles plus rapidement et plus complètement que jamais auparavant sans perdre en résolution.

« Grâce à notre étude de preuve de concept, cette approche peut désormais être utilisée en toute confiance dans de futures recherches pour capturer l’ensemble des bactéries à haut risque dans une zone et, espérons-le, par les hôpitaux pour aider à suivre et à limiter la propagation des bactéries résistantes au traitement. »

Le Dr Harry Thorpe, premier auteur de l’Université d’Oslo et chercheur invité au Wellcome Sanger Institute, a déclaré : « Notre étude est un exemple de la manière dont nous pouvons utiliser la puissance de la génomique pour créer une image complète des bactéries résistantes aux antibiotiques dans les unités de soins intensifs et également ailleurs dans les hôpitaux.

« Les bactéries résistantes aux antibiotiques évoluent et se propagent rapidement, et nos méthodes de suivi doivent donc s’adapter à leur évolution. Connaître le séquençage de toutes les bactéries d’un échantillon donne une image plus complète de la diversité présente dans une zone, ce qui est essentiel pour prédire le risque et comprendre les facteurs externes impliqués dans la propagation d’une souche spécifique. »

Le professeur Fausto Baldanti, directeur de l’unité de microbiologie et de virologie de la Fondation IRCCS Policlinico San Matteo, a déclaré : « Notre unité a détecté le premier cas de COVID-19 dans le monde occidental et nous avons assisté à l’aube de la pandémie ainsi qu’à l’énorme effort scientifique mondial sur le SRAS-COV-2. Cependant, l’étude de nos chercheurs a montré que les superbactéries n’ont pas disparu.

« En effet, la présence simultanée de plusieurs espèces de bactéries résistantes aux médicaments dans les services de soins intensifs accueillant des patients atteints de la COVID-19 aurait pu être un élément pertinent de la manifestation clinique de la nouvelle maladie à cette époque dramatique. »

Le professeur Nicholas Thomson, co-auteur principal du Wellcome Sanger Institute, a déclaré : « Les infections résistantes aux antibiotiques sont un problème récurrent dans les hôpitaux, et même si les professionnels de la santé travaillent dur pour les minimiser autant que possible, il est difficile de lutter contre quelque chose que l’on ne peut pas voir complètement.

« L’intégration d’une approche de séquençage génomique profond dans les systèmes de santé de cette manière donne aux personnes travaillant dans les hôpitaux une nouvelle opportunité de voir et de suivre ces bactéries, aidant ainsi à diagnostiquer les infections et permettant d’identifier et de contrôler les épidémies. L’intégration de cette approche pourrait aider à élaborer et à améliorer les lignes directrices pour évaluer et gérer le risque d’infections résistantes au traitement pour tous les patients d’un hôpital, en particulier ceux des unités de soins intensifs. »