« 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.

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