Etudes des mécanismes réduisant l’efficacité de traitement antibiotique et promouvant l’émergence d’antibiorésistance chez la souris infectée par Mycobacterium tuberculosis

La progression de la résistance bactérienne aux traitements antibiotiques est une menace mondiale. L’identification des mécanismes bactériens qui facilitent le développement de résistance et mènent à des échecs thérapeutiques sont des priorités urgentes. Plusieurs résultats suggèrent un rôle moteur de deux processus complémentaires, mis en évidence chez Mycobacterium tuberculosis, l’agent infectieux bactérien le plus fatal au niveau mondial : la tolérance, qui désigne la capacité de la bactérie à survivre lors de l’exposition antibiotique, et la résilience, qui désigne sa capacité à réinitier rapidement sa réplication après une telle exposition. Cependant, la dynamique d’interaction entre ces mécanismes de tolérance et de résilience et le développement de résistance reste méconnue. L’objectif du projet est de déterminer ces interactions en utilisant une approche d’évolution expérimentale dans le modèle souris sous traitement antibiotique reproduisant des conditions favorables de souches modifiées de tolérance, de résilience et de résistance. A cette fin, des souches de M. tuberculosis porteuses de différentes mutations connues de tolérance et/ou de résilience ont été construites. Le but initial est d’évaluer la dynamique de croissance et d’évolution de résistance de ces souches exposées à un traitement antibiotique chez la souris, en comparaison de souches parentales dépourvues de ces mutations de tolérance ou de résilience. L’objectif final est de déterminer si, et dans quelle mesure, la présence mutations de tolérance et/ou de résilience réduisent l’efficacité antibiotique chez l’hôte et accélèrent l’émergence de résistance au traitement. La compréhension avancée des interactions entre tolérance, résilience et résistance qui en est attendue devrait permettre de mettre en lumière les mécanismes fondamentaux expliquant les échecs de traitements et le développement global d’antibiorésistances. Les informations visées devraient fournir des données essentielles pour le développement d’outils diagnostiques et thérapeutiques inédits de détection et/ou de prévention de risque d’émergence de chimiorésistance.

La tuberculose est une cause majeure de mortalité globale due à l’antibiorésistance. La recherche de nouveaux antibiotiques, en particulier contre cette maladie, est une tâche très ardue. Cependant, la majorité des cas de tuberculose dans le monde restent encore sensibles aux traitements. Il est donc essentiel de préserver l’efficacité des traitements actuels et futurs, et d’éviter que la bactérie ne développe davantage de résistances. Ce projet permettra d’acquérir de nouvelles connaissances scientifiques sur les rôles et les dynamiques d’interaction de mécanismes génétiques de tolérance et de résilience aux antibiotiques dans la réduction de l’efficacité chimiothérapeutique et la facilitation de l’évolution de l’antibiorésistance chez le bacille de la tuberculose. Les résultats attendus devraient fournir des informations permettant l’identification de marqueurs génétiques bactériens prédictifs de traitement déficient et de risques d’émergence de résistance, offrant la perspective du développement d’un nouvel outil de diagnostic moléculaire capable de détecter à la fois les populations bactériennes tolérantes/résilientes et l’émergence de résistances. Ces schémas d’évolution expérimentale in vivo pourront également fournir de nouveaux modèles expérimentaux pour l’évaluation pré-clinique de composés candidats inhibant la tolérance et/ou la résilience aux médicaments, augmentant l’efficacité des traitements et prévenant l’émergence de résistances.

Les animaux seront infectés avec des bacilles de la tuberculose après avoir été anesthésiés. Cette opération dure 1 minute. Certains groupes d’animaux recevront jusqu’à 6 périodes de traitement par antibiotique pendant 7 jours consécutifs par semaine.

Les effets indésirables ou nuisances attendus chez les animaux dans le cadre de nos expériences se situent à deux niveaux, soit lors de l’infection expérimentale, et lors de l’administration des traitements antibiotiques. Pour l’infection, il s’agit de nuisances modérées d’une durée de 1 minute. Lors de chaque période de traitement antibiotique, les animaux seront soumis à une contention quotidienne (d’une durée maximum 1 minute) suivie d’un gavage (si choisi), 7 jours par semaine pendant une semaine, suivie de trois semaines sans traitement.

Tous les animaux sont mis à mort pour évaluer la charge bactérienne dans différents organes

Dans le cadre de ce projet visant à explorer le lien entre tolérance, résilience et émergence de résistance aux antibiotiques chez l’hôte infecté, à travers l’étude de souches modifiées et contrôles de Mycobacterium tuberculosis, le modèle murin s’impose comme le choix le plus pertinent. La souris est très bien caractérisée quant à son niveau de sensibilité à ce pathogène et à la cinétique de réplication bactérienne au cours de l’infection. Elle est aussi un modèle couramment utilisé pour l’évaluation préclinique d’efficacité d’antibiotiques in vivo. En particulier, après établissement initial de l’infection pendant une période de trois semaines, la relation entre le traitement quotidien par doses thérapeutiques d’antibiotiques et la réduction de charge bacillaire dans lesorganes est bien établie Nous n’utiliserons pour ce projet que des souris adultes et, si possible, âgées entre 6 et 10 semaines. L’objectif est que les souris aient un système immunitaire mature et que les groupes soient homogènes en âge