Semaine de sensibilisation au bon usage des antibiotiques : ensemble, luttons contre l’antibiorésistance !
L’émergence de bactéries résistantes aux antibiotiques représente une menace majeure pour la santé mondiale. Parmi les mécanismes de propagation de cette résistance, les plasmides jouent un rôle clé. Ces éléments génétiques circulaires, indépendants du chromosome bactérien, peuvent contenir des gènes de résistance et se transmettre rapidement entre bactéries, facilitant la dissémination des résistances dans les communautés microbiennes. Pour suivre et comprendre cette transmission, il est essentiel de bien cartographier ces plasmides. L’arrivée de nouvelles technologies de séquençage de reads longs a grandement amélioré notre capacité à reconstruire et analyser les plasmides, en surmontant plusieurs limites des techniques de séquençage classiques basées sur des reads courts.
Plasmides et résistance aux antibiotiques
Les plasmides sont des éléments génétiques mobiles qui existent en dehors du chromosome bactérien et se répliquent indépendamment. En abritant des gènes de résistance aux antibiotiques (comme les gènes de bêta-lactamase, carbapénémase ou encore les gènes modifiant les voies d’efflux), les plasmides contribuent activement à la résistance bactérienne. De plus, grâce à des processus de transfert horizontal, comme la conjugaison, ils peuvent être transmis d’une bactérie à l’autre, même entre différentes espèces, rendant les infections résistantes plus difficiles à traiter. Comprendre la structure et la dynamique des plasmides est donc essentiel pour surveiller l’évolution et la propagation de la résistance aux antibiotiques.
Séquençage à lectures courtes : limite et défis
Le séquençage de reads courts a permis des avancées significatives en microbiologie, mais il présente des limites notables pour la reconstruction des plasmides. En effet, ces reads (généralement inférieurs à 300 paires de bases) ne couvrent qu’une petite portion de la séquence totale du plasmide, nécessitant ensuite un assemblage informatique. La répétitivité et la complexité des séquences plasmidiques rendent cet assemblage difficile et peuvent conduire à des erreurs, à des séquences incomplètes ou à une mauvaise attribution des gènes, limitant la capacité à identifier avec précision les plasmides porteurs de gènes de résistance.
Avantages du séquençage à lectures longues
Les nouvelles technologies de séquençage de reads longs produisent des fragments de plusieurs milliers de bases, parfois jusqu’à plusieurs dizaines de milliers. Ces reads longs couvrent souvent une plus grande partie, voire la totalité, d’un plasmide en un seul fragment, facilitant ainsi une reconstitution précise de la structure plasmidique.
Les principaux avantages du séquençage de reads longs sont les suivants :
1.Reconstruction complète des plasmides
Les longs reads permettent une couverture complète des plasmides, incluant des régions répétées difficiles à assembler avec des reads courts. Cela donne une vue précise de leur organisation, facilitant l’identification des gènes de résistance.
2.Détection améliorée des gênes de résistance
La capacité à lire de longues séquences améliore la précision dans l’identification et l’association des gènes de résistance aux plasmides spécifiques. Les longs reads permettent également de détecter des motifs de gènes répétés ou des structures complexes, qui, autrement, peuvent être mal interprétés.
3.Etude de la transmission des plasmides
En combinant séquençage de reads longs et analyses phylogénétiques, il est possible de suivre les plasmides au sein d’une population bactérienne ou entre différentes espèces. Cela offre des informations précieuses pour comprendre comment les gènes de résistance aux antibiotiques se propagent entre les bactéries.
4.Réduction des erreurs d’assemblage
L’assemblage des plasmides est simplifié car moins de fragments sont nécessaires pour reconstituer une séquence entière. Cela réduit les erreurs d’assemblage et améliore la précision des résultats finaux
Perspectives pour la recherche et la santé publique
L’application du séquençage de reads longs dans le domaine de la résistance aux antibiotiques ouvre de nouvelles perspectives pour la recherche et la surveillance. En fournissant des données plus complètes et précises sur les plasmides et leurs gènes de résistance, ces technologies permettent aux chercheurs et aux épidémiologistes de mieux surveiller les mécanismes de résistance émergents et de suivre leur propagation au niveau régional ou mondial. À terme, cela pourrait aussi permettre le développement de stratégies ciblées pour limiter la transmission des plasmides résistants aux antibiotiques, aidant ainsi à freiner la propagation de la résistance dans les milieux hospitaliers et communautaires.
Le séquençage de reads longs s’impose aujourd’hui comme un outil essentiel pour l’étude des plasmides et de la résistance aux antibiotiques. Sa capacité à reconstruire précisément des éléments génétiques complexes offre une perspective unique sur les réseaux de transmission des résistances et aide à la mise en place de stratégies de surveillance et de lutte contre ce phénomène mondial.