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L’antibiorésistance survient quand les bactéries s'adaptent aux médicaments et rendent les infections difficiles à traiter. Elle représente un enjeu de taille pour les personnes atteintes de fibrose kystique (FK), qui doivent souvent composer avec des infections pulmonaires persistantes. Les travaux du Dr Omar El-Halfawy, financés par Fibrose kystique Canada, tentent de résoudre ce problème en améliorant les méthodes de dépistage et de traitement des infections rebelles.
Dans les laboratoires standard, les antibiotiques sont testés en bouillon de culture de base. Pour le Dr El-Halfawy, ce milieu est comme un « Joyeux festin » pour les bactéries tant il est simple et très loin de ressembler au milieu complexe que sont les poumons touchés par la FK. « Le métabolisme microbien se transforme dans les conditions uniques aux personnes atteintes de FK, ce qui ne peut être reproduit dans les laboratoires standard », explique-t-il. En simulant mieux le milieu de la FK, ces travaux permettent d’étudier la réponse des bactéries aux antibiotiques d’un point de vue génétique, ce qui contribuera à trouver de nouvelles cibles thérapeutiques et à améliorer l'efficacité des antibiotiques actuels.
Les tests classiques menés en laboratoire ne suffisent pas, car ils ne reproduisent pas bien le milieu complexe que sont les poumons FK; il est donc difficile de trouver des traitements efficaces. « Le problème avec les méthodes conventionnelles en laboratoire, c'est qu'elles ne parviennent pas à simuler adéquatement des poumons atteints de FK, selon le Dr El-Halfawy. Les antibiotiques recommandés en fonction de ces tests sont efficaces chez seulement la moitié des patients atteints d’une infection pulmonaire. » Pour venir à bout de ce problème, son équipe a créé des conditions en laboratoire qui reproduisent le milieu des expectorations touchées par la FK – le mucus épais et visqueux qui se dégage des poumons – pour améliorer la précision des tests. « Ces conditions plus fidèles nous permettent de mieux tester la réponse des bactéries aux antibiotiques », ajoute-t-il. On obtient une évaluation plus précise de la résistance bactérienne, ce qui est essentiel pour améliorer les résultats thérapeutiques.
Les études menées antérieurement sur l’antibiorésistance ont révélé que les bactéries peuvent recourir à des mécanismes de résistance différents dans un milieu touché par la FK, comparativement aux conditions de laboratoire standard. « Certains mécanismes de résistance sont surexprimés ou complètement nouveaux en contexte de FK, ce qui pourrait passer inaperçu dans les laboratoires standard », indique le Dr El-Halfawy. Cette nouvelle compréhension est essentielle pour la mise au point de traitements plus efficaces et l’optimisation des antibiotiques utilisés actuellement.
Le Dr Omar El-Halfawy, titulaire de la chaire de recherche du Canada en chimiogénomique et en recherche antimicrobienne et professeur adjoint en biochimie à la University of Regina, a consacré sa carrière à la lutte à l'antibiorésistance. Aujourd’hui, grâce à un nouveau financement de Fibrose kystique Canada, il est bien positionné pour franchir l’étape cruciale suivante. Son projet récemment financé intitulé « Révéler les mécanismes cryptiques de résistance aux antibiotiques et découvrir de nouveaux antimicrobiens contre les infections chroniques dans la FK » misera sur l’analyse d’un vaste ensemble de données pour découvrir des mécanismes cachés de résistance et de nouveaux antimicrobiens qui pourraient mieux venir à bout des infections à Pseudomonas aeruginosa récalcitrantes touchant très couramment les personnes atteintes de FK.
L’équipe du Dr El-Halfawy commencera par « définir clairement un ensemble d’hypothèses » basées sur des observations, se rapportant par exemple à une antibiorésistance inattendue dans un contexte de FK. Elle élaborera ensuite des expériences pour tester ces hypothèses et catégoriser les résultats. Par exemple, si un antibiotique montre une résistance en contexte de FK mais non lors des tests standard, cela indique un potentiel « d’échec thérapeutique » si la résistance n'est pas décelée.
La détection du quorum, une forme de communication bactérienne à l'aide de signaux chimiques, influe aussi sur la survenue d’une antibiorésistance. « Les bactéries utilisent des signaux chimiques comme langage pour interagir entre elles », explique le Dr El-Halfawy. Ses travaux explorent comment la détection du quorum et d'autres signaux chimiques jouent sur l’antibiorésistance au moyen d’expectorations touchées par la FK et nous livrent de nouvelles connaissances afin de mieux combattre les infections bactériennes présentes dans la FK.
Les travaux du Dr El-Halfawy comblent un écart important en matière d’antibiorésistance afin d’avoir une longueur d'avance sur cet enjeu. « Nous voulons avoir une ou deux longueurs d’avance en visant constamment de nouvelles solutions », dit-il. Ses travaux nous font mieux comprendre l’antibiorésistance et contribuent à la mise au point de meilleurs traitements pour les patients atteints de FK.
