« La pollution de la mer par les microplastiques aggrave la résistance aux antibiotiques »

C’est un phénomène tout à fait naturel. Nous savons aujourd’hui que l’utilisation mas­sive des antibi­o­tiques – pour soign­er les patients, mais surtout pour traiter les ani­maux d’élevage – a accéléré la résis­tance des bac­téries à ces traite­ments, les ren­dant pour la plu­part inef­fi­caces. Aucun nou­v­el antibi­o­tique n’a été décou­vert depuis des décen­nies et nous risquons donc, dans un avenir proche, de nous retrou­ver con­traints de nous en pass­er – ce qui nous rendrait vul­nérables aux infec­tions micro­bi­ennes chez l’humain. Le phénomène crois­sant de la résis­tance aux antibi­o­tiques représente donc aujour­d’hui l’une des men­aces les plus graves pour la san­té humaine et ani­male. Et mieux com­pren­dre les dif­férents moteurs de cette résis­tance devient urgent.

Récem­ment, les chercheurs ont fait le rap­proche­ment entre ce prob­lème et un autre enjeu majeur de notre époque : la pol­lu­tion de la mer par les microplas­tiques. Ces par­tic­ules de plas­tique, dont la taille est inférieure à 5 mil­limètres, provi­en­nent de la dégra­da­tion des déchets plas­tiques, ou directe­ment des pro­duits eux-mêmes, notam­ment dans le cas des cos­mé­tiques. Du fait de leur petite taille, les microplas­tiques se trou­vant dans l’eau (océans, lacs, riv­ières) sont sou­vent ingérés par des ani­maux aqua­tiques, mais égale­ment par les humains, puisqu’ils sont égale­ment présents dans l’eau de robi­net et les bouteilles. Ils sont soupçon­nés d’avoir des effets néfastes sur la san­té, et des études des­tinées à mieux com­pren­dre les risques encou­rus sont donc menées actuellement. 

Depuis une dizaine d’an­nées, lors de l’é­tude d’échan­til­lons micro­bi­ens présents sur des microplas­tiques flot­tant dans les mers et les océans, des bac­téries pathogènes [capa­bles d’infecter les humains] de la famille des Vib­rio, Sal­mo­nel­la ou Legionel­la ont été retrou­vées. Un bon nom­bre d’entre elles étaient por­teuses des gènes de la résis­tance aux antibi­o­tiques. En temps nor­mal, ces bac­téries ne sont pas présentes dans les eaux marines car elles ne sur­vivent pas au pH de l’eau, à la salin­ité ou à d’autres fac­teurs envi­ron­nemen­taux, mais leur présence s’est par­ti­c­ulière­ment accrue dans les eaux côtières, entre autres. Cela serait prin­ci­pale­ment dû au rejet d’eaux usées domes­tiques, indus­trielles ou agri­coles… mais égale­ment de microplas­tiques. L’as­so­ci­a­tion entre microplas­tiques et bac­téries pathogènes sem­ble être respon­s­able de la longévité de ces bac­téries dans les milieux marins, de leur repro­duc­tion et de leur trans­port vers des régions très éloignées du lieu de rejet en mer. La biol­o­giste Maria Belen Sathicq, post-doc­tor­ante à l’IR­SA (CNRS), étudie ces prob­lé­ma­tiques d’é­colo­gie micro­bi­enne à tra­vers le pro­jet de recherche AENEAS.

Quels sont les prin­ci­paux dan­gers du binôme microplas­tiques / bac­téries résis­tantes aux antibi­o­tiques pour la san­té humaine et environnementale ?

La pol­lu­tion plas­tique a un impact majeur sur les activ­ités de pêche com­mer­ciale et d’aquaculture. Quand les microplas­tiques s’accumulent dans les tis­sus des ani­maux marins, ils con­t­a­mi­nent égale­ment tous les niveaux de la chaîne ali­men­taire, jusqu’à notre assi­ette. Mais les débris plas­tiques four­nissent égale­ment un sub­strat flot­tant qui agit comme un sup­port pour le trans­port d’algues nocives, de pol­lu­ants organiques et de micro-organ­ismes poten­tielle­ment pathogènes. En out­re, les microplas­tiques peu­vent faciliter le trans­fert des gènes de résis­tance aux antibi­o­tiques aux ani­maux aqua­tiques qui les ingèrent ou les fil­trent… puis aux con­som­ma­teurs de pois­son et de fruits de mer, a for­tiori lorsqu’ils sont ingérés crus. 

Une étude de 2018 a mon­tré que le micro­biote des per­son­nes qui passent beau­coup de temps près des côtes pol­luées est sou­vent por­teur de bac­téries résis­tantes aux antibiotiques.

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Une étude de 2018 a mon­tré que le micro­biote des per­son­nes qui passent beau­coup de temps près des côtes pol­luées est sou­vent por­teur de bac­téries résis­tantes aux antibi­o­tiques. Quant à l’en­vi­ron­nement, les microplas­tiques induisent égale­ment une résis­tance des écosys­tèmes micro­bi­ens aqua­tiques à d’autres pol­lu­ants, tels que les métaux lourds. Cepen­dant, si ces phénomènes sont con­fir­més par plusieurs études expéri­men­tales, la recherche de preuves de l’im­pact des microplas­tiques sur les com­mu­nautés micro­bi­ennes en milieu naturel n’en est qu’à ses débuts.

Qu’est-ce que la « plas­tisphère » et com­ment se forme cette nou­velle niche écologique sur laque­lle pro­lifèrent, entre autres, les bac­téries résis­tantes aux antibiotiques ?

Les bac­téries, les algues et les champignons se fix­ent à la sur­face de divers sub­strats durs – naturels ou arti­fi­ciels. Cela donne alors nais­sance au biofilm, une matrice adhé­sive et pro­tec­trice pro­duite par les microor­gan­ismes eux-mêmes, et dans laque­lle ils vivent. En 2013, Zettler et ses col­lègues ont pro­posé le terme « plas­tisphère » pour désign­er les com­mu­nautés micro­bi­ennes décou­vertes sur des microplas­tiques col­lec­tés dans l’At­lan­tique Nord. Depuis, plusieurs recherch­es ont mon­tré que le plas­tique pou­vait per­me­t­tre à des com­mu­nautés micro­bi­ennes spé­ci­fiques de sur­vivre dans l’eau. Les microplas­tiques sont donc une nou­velle niche écologique offrant aux bac­téries de plus grandes chances de survie en milieu naturel, et dans lesquelles un échange géné­tique entre dif­férents indi­vidus ou espèces est favorisé par la prox­im­ité assurée par le biofilm.

Votre pro­jet AENEAS touche à sa fin. Quels sont les méth­odes util­isées et les résul­tats obtenus ?

Le pro­jet, né en 2019 grâce au sou­tien du AXA Research Fund, visait à étudi­er l’im­pact des microplas­tiques sur les com­mu­nautés micro­bi­ennes des eaux côtières du nord de la Méditer­ranée, avec un focus par­ti­c­uli­er sur la sélec­tion poten­tielle de résis­tance aux antibi­o­tiques au sein des com­mu­nautés exposées à la pol­lu­tion microplas­tique. Nous avons d’abord éval­ué la com­po­si­tion des plas­tiques et la diver­sité des com­mu­nautés micro­bi­ennes sur les microplas­tiques dans six sites de la côte nord de la mer Tyrrhéni­enne. Nous avons trou­vé que le polymère dom­i­nant y était le polyéthylène, et que sa plus grande con­cen­tra­tion ne se trou­vait pas dans les sites à l’impact anthropique le plus impor­tant (comme les ports), comme on aurait pu s’y atten­dre, mais dans des zones moins fréquen­tées, telles que les réserves naturelles. 

Les com­mu­nautés bac­téri­ennes présentes sur les microplas­tiques et dans l’eau sont très divers­es, mais les bac­téries poten­tielle­ment pathogènes Vib­rio et les gènes de résis­tance aux antibi­o­tiques (en par­ti­c­uli­er à la tétra­cy­cline), sont les plus abon­dants sur les microplas­tiques par rap­port à l’eau. Dans un sec­ond temps, nous avons analysé de façon expéri­men­tale le rôle de dif­férents polymères sur les bac­téries, en par­ti­c­uli­er sur les pathogènes. Nous avons prin­ci­pale­ment étudié la gomme des pneus, un type de plas­tique avec une com­po­si­tion chim­ique très com­plexe. En effet, ce matéri­au exerce une sélec­tion, et les bac­téries poten­tielle­ment pathogènes (par exem­ple Pseudomonas, Aeromonas, Acine­to­bac­ter) y sont rel­a­tive­ment plus abon­dantes. Enfin, nous prévoyons une enquête pour com­pren­dre le niveau de per­cep­tion du risque des citoyens vivant sur la côte de notre zone d’é­tude sur ces enjeux, impli­quant des lycéens.

À l’avenir, quels sont les aspects les plus urgents à étudi­er pour ten­ter de frein­er la prop­a­ga­tion de la résis­tance aux antibiotiques ?

Il reste encore beau­coup de choses à appren­dre sur le rôle des microplas­tiques dans la prop­a­ga­tion de la résis­tance aux antibi­o­tiques, même si la recherche a déjà accu­mulé de nom­breuses preuves via des travaux de lab­o­ra­toire. Les résul­tats sug­gèrent cepen­dant forte­ment que les microplas­tiques agis­sent comme un réser­voir à long terme pour la résis­tance aux antibi­o­tiques en rai­son de leur dura­bil­ité, mais le rôle de chaque type de polymère et d’additif doit con­tin­uer à être étudié. Il est égale­ment impor­tant d’é­val­uer le com­porte­ment des bio­plas­tiques – un sub­sti­tut promet­teur aux plas­tiques à base de pét­role – qui pour­rait être sim­i­laire à celui d’autres plas­tiques clas­siques en ce qui con­cerne la for­ma­tion de com­mu­nautés microbiennes. 

La men­ace crois­sante de la résis­tance aux antibi­o­tiques néces­site une approche mul­ti­sec­to­rielle, qui con­sid­ère la san­té des humains, des ani­maux et de l’en­vi­ron­nement comme con­nec­tées et dépen­dantes les unes des autres (con­cept de One Health). Il reste encore de nom­breux prob­lèmes à résoudre : l’abus humain d’an­tibi­o­tiques, l’usage exces­sif de ces médica­ments dans les éle­vages et l’ef­fi­cac­ité des sta­tions d’épu­ra­tion des eaux usées pour élim­in­er les pol­lu­ants tels que les microplastiques.

Propos recueillis par Annalisa Plaitano