Variantes émergentes de l’élément intégratif et conjugatif ICEMh1 chez les pathogènes du bétail : Perspectives structurales, éventail d’hôtes potentiels et conséquences sur l’aptitude bactérienne et la thérapie antimicrobienne
Citation
Cameron, A., Zaheer, R., McAllister, T.A. (2019). Emerging Variants of the Integrative and Conjugant Element ICEMh1 in Livestock Pathogens: Structural Insights, Potential Host Range, and Implications for Bacterial Fitness and Antimicrobial Therapy, 10 http://dx.doi.org/10.3389/fmicb.2019.02608
Résumé en langage clair
Le transfert horizontal de gènes par des éléments intégratifs et conjugatifs (EIC) chez les pathogènes bactériens du complexe respiratoire bovin (CRB) est devenu une cause importante de résistance aux antimicrobiens (RAM), d’échec thérapeutique et de mortalité chez les bovins. L’objectif de cette étude était d’évaluer un EIC de RAM présent chez la bactérie Pasteurella multocida isolée d’un cas de CRB, désigné ICEMh1PM22 en raison de sa structure et de son site d’insertion dans le génome de l’hôte. Nous avons également voulu déterminer les conséquences de cette RAM sur l’aptitude de l’hôte et la thérapie antimicrobienne. Nous avons utilisé des transconjugants porteurs de l’ICEMh1PM22 pour vérifier s’il y avait des combinaisons synergiques d’antimicrobiens qui pourraient être efficaces contre les pathogènes du CRB RAM, afin de réduire l’utilisation d’antimicrobiens et de rétablir l’efficacité des médicaments. En fin de compte, nous n’avons détecté aucune interaction synergique entre les médicaments testés à l’aide de ces organismes. Les résultats de cette étude suggèrent qu’il n’y a pas de solution facile au problème émergent des EIC porteurs de RAM chez les pathogènes du complexe respiratoire bovin.
Résumé
©Cameron, Zaheer et McAllister, 2019. Le transfert horizontal de gènes des éléments intégratifs et conjugatifs (EIC) chez les pathogènes bactériens du complexe respiratoire bovin (CRB) est devenu une cause importante de résistance aux antimicrobiens (RAM), d’échec thérapeutique et de mortalité chez les bovins. Cette étude visait à évaluer la RAM d’EIC chez la bactérie Pasteurella multocida isolée d’un cas de complexe respiratoire bovin, désigné ICEMh1PM22 en raison de sa structure et de son site d’insertion dans le génome de l’hôte. Nous avons également voulu déterminer les conséquences de cette RAM sur l’aptitude de l’hôte et la thérapie antimicrobienne. La structure modulaire des éléments de type ICEMh1 trouvés chez plusieurs pathogènes du bétail apparentés a été comparée à celle de l’ICEMh1PM22, et le répertoire des gènes additionnels dans les différents EIC a été fonctionnellement catégorisé. Les gènes de RAM ont été identifiés comme des ajouts fréquents aux différents modules des éléments de type ICEMh1. La cartographie aléatoire par PCR des jonctions du génome et de l’ICEMh1PM22 chez les transconjugants a permis de démontrer que l’ICEMh1PM22 s’intègre dans l’ARNt-leu pour le codon UUG, mais pas dans l’ARNt-leu pour les autres codons. Cela a été confirmé séparément dans le génome des pathogènes du bétail hébergeant un élément de type ICEMh1. Des genres bactériens hébergeant des ARNt-leuUUG réceptifs ont été identifiés pour établir l’éventail des hôtes potentiels des éléments de type ICEMh1. Les transconjugants porteurs de l’ICEMh1PM22 chez P. multocida et Mannheimia haemolytica étaient moins adaptés que les souches isogéniques sans EIC lorsqu’ils étaient cultivés sans sélection antimicrobienne. Cette conséquence négative disparaissait en présence de concentrations sous-inhibitrices d’antimicrobiens. Malgré cette incidence, l’ICEMh1PM22 a été conservé chez les transconjugants en culture prolongée. Pour déterminer l’efficacité thérapeutique éventuelle, des combinaisons d’antimicrobiens ont été étudiées à la recherche d’interactions synergiques contre les transconjugants porteurs d’ICEMh1PM22 résistants aux antimicrobiens. Aucune combinaison d’antimicrobiens testée ne présentait d’interaction synergique contre les P. multocida ou M. haemolytica porteurs de l’ICEMh1PM22 résistants aux antimicrobiens. En conclusion, cette étude a fourni des renseignements sur la variation structurale des éléments de type ICEMh1, précisé le site d’insertion de l’EIC et son éventail d’hôtes potentiels, et a démontré le risque et les conséquences de la RAM par suite du transfert horizontal d’EIC chez les pathogènes du complexe respiratoire bovin.