DE | EN | FR
 info(at)helmholtz-hioh.de +49 3834 3916 101
 Anfahrt auf Google
DE | EN | FR

Quand résistance et virulence vont de pair

La méthode innovante TraDIS apporte de nouvelles connaissances sur la bactérie Klebsiella pneumoniae, capable de provoquer des infections graves.

La résistance aux antimicrobiens constitue l’un des plus grands défis pour la santé mondiale. Des chercheurs du département « Épidémiologie et Écologie de la Résistance aux Antimicrobiens » de l’Institut Helmholtz pour One Health (HIOH), dirigé par la professeure Katharina Schaufler, ont mis en évidence, grâce à la méthode de génomique fonctionnelle TraDIS (Transposon-directed insertion-site sequencing), un lien jusqu’alors méconnu entre la résistance aux antibiotiques et la virulence chez la bactérie Klebsiella pneumoniae. La virulence désigne le degré de capacité d’un agent pathogène à provoquer une maladie. Les résultats ont été publiés dans la revue internationale Clinical Microbiology and Infection.

Résistance aux antimicrobiens (RAM) : un défi mondial de santé publique

Klebsiella pneumoniae est l’une des principales causes d’infections graves dans le monde, en particulier dans les contextes de soins (infections dites nosocomiales). Dans une perspective One Health, cette bactérie revêt une importance particulière, car elle est présente dans l’environnement et peut infecter à la fois les humains et les animaux. Les souches résistantes à plusieurs antibiotiques sont particulièrement préoccupantes. Dans ces cas, les options thérapeutiques sont très limitées.

L’antibiotique de dernier recours céfidérocol est considéré comme une option prometteuse contre ces bactéries résistantes. Il agit comme un « cheval de Troie » : il se fait passer pour du fer, élément essentiel à la survie bactérienne, est transporté dans la cellule, puis détruit la bactérie. Cependant, ces dernières années, un nombre croissant de rapports indique que des résistances apparaissent désormais même contre le céfidérocol.

Colonies ponctiformes de la bactérie Klebsiella pneumoniae sur une gélose CHROMagar™. La coloration bleue est caractéristique de cet agent pathogène. ©HIOH/Madeleine Paditz

TraDIS ouvre de nouvelles perspectives

Afin de comprendre les bases génétiques permettant à Klebsiella pneumoniae de devenir résistante au céfidérocol, l’équipe a utilisé la méthode TraDIS (Transposon-directed insertion-site sequencing). Cette technique à haut débit permet d’analyser systématiquement les gènes à l’échelle de l’ensemble du génome bactérien. Les chercheurs ont ainsi pu identifier quels gènes sont essentiels à la survie de la bactérie Klebsiella pneumoniae dans des conditions spécifiques, en l’occurrence sous pression antibiotique.

Résistance et virulence étroitement liées

L’analyse a révélé que 299 gènes de Klebsiella pneumoniae influencent la résistance au céfidérocol. Outre des mécanismes déjà connus, tels que des systèmes de transport modifiés (par exemple pour l’absorption du fer) qui limitent l’entrée de l’antibiotique, l’équipe a également identifié des gènes contrôlant la capsule bactérienne. Cette enveloppe externe gélatineuse aide les bactéries à se protéger contre les agressions extérieures. Des expériences complémentaires ont montré que l’inactivation ciblée de ces gènes entraîne une production accrue de la capsule. Cela rend Klebsiella pneumoniae non seulement plus résistante au céfidérocol, mais aussi plus virulente, c’est-à-dire plus apte à provoquer des infections graves. Des essais réalisés à l’aide d’un modèle d’infection utilisant des larves de fausse teigne de la cire (Galleria mellonella) ont confirmé que les mutants résistants au céfidérocol provoquent des infections nettement plus sévères.

Isolation d’ADN en laboratoire afin d’identifier les gènes influençant la résistance aux antibiotiques et la virulence chez Klebsiella pneumoniae. ©HIOH/Madeleine Paditz

Ce que signifient ces résultats

Pour la première fois, cette étude montre que la résistance au céfidérocol pourrait être directement liée à une pathogénicité accrueLa couche protectrice renforcée des bactéries (la capsule) limite non seulement la pénétration de l’antibiotique, mais protège également l’agent pathogène contre le système immunitaire de l’hôte. Ces résultats soulignent que la résistance aux antibiotiques ne doit pas être considérée isolément, mais comme étroitement liée à la fitness bactérienne et à la pathogénicité.

« La résistance aux antimicrobiens ne peut être maîtrisée qu’à travers une approche globale », souligne la professeure Schaufler. « Notre étude montre à quel point résistance, virulence et fitness écologique sont étroitement liées, et pourquoi les nouvelles stratégies thérapeutiques doivent prendre en compte ces interactions. »

Cette étude constitue un résultat important de la recherche en omique fonctionnelle menée au HIOH, qui visent à comprendre les fonctions des gènes et leur influence sur les caractéristiques bactériennes, telles que la résistance et la pathogénicité. Les bases méthodologiques ont été posées lors d’un séjour de recherche de huit semaines à l’Université de Copenhague. Au sein du groupe partenaire danois One Health Antimicrobial Resistance, dirigé par le professeur Luca Guardabassi, les chercheurs du HIOH ont appris la méthode TraDIS, l’ont développée et adaptée à leurs propres questions de recherche.

Un séjour de recherche à l’Université de Copenhague, au Danemark, au cours duquel l’équipe du HIOH a appris la méthode TraDIS, a posé les bases de cette étude. ©HIOH/GEAR

Informations sur l’étude

L’étude a été menée en collaboration avec une équipe internationale issue des institutions suivantes:

Prof. Luca Guardabassi : One Health Antimicrobial Resistance Group, Department of Veterinary Disease Biology, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen, Copenhague, Danemark

Center for Genomic Medicine, Massachusetts General Hospital, Boston, MA, États-Unis

Institute of Medical Microbiology, University of Lübeck and University Hospital Schleswig-Holstein, Campus Lübeck, Lübeck, Allemagne

Publication originale

Müller JU, Eger E, Jana B, Schwabe M, Nurjadi D, Ma Y, Pirolo M, Guardabassi L, Schaufler K. The hidden link between cefiderocol resistance and increased virulence in Klebsiella pneumoniae: Insights from a TraDIS-based investigation. Clinical Microbiology and Infection (2026). DOI: 10.1016/j.cmi.2025.12.010

Informations complémentaires

WHO bacterial priority pathogens list, 2024: Bacterial pathogens of public health importance to guide research, development and strategies to prevent and control antimicrobial resistance (ISBN: 978-92-4-009346-1) – Article scientifique sur l’importance de différents agents pathogènes bactériens (en anglais)

Convergent Klebsiella pneumoniae strains belonging to a sequence type 307 outbreak clone combine cefiderocol and carbapenem resistance with hypervirulence – Article scientifique sur les liens entre la résistance aux antibiotiques et la virulence (en anglais)

Carbapenem- and cefiderocol-resistant Enterobacterales in surface water in Kumasi, Ashanti Region, Ghana – Article scientifique sur les bactéries intestinales multirésistantes (en anglais)

Stephanie Markert

Contact presse

Dr Stephanie Markert