Comment les bactéries développent-elles une résistance aux antibiotiques ?

L’antibiorésistance est la capacité d’une bactérie à survivre ou à continuer de se multiplier malgré la présence d’un antibiotique qui devrait normalement l’inhiber ou la détruire. Certaines résistances sont naturellement présentes chez des espèces bactériennes, mais beaucoup apparaissent ou se renforcent au cours de l’évolution. Ce phénomène repose sur deux mécanismes complémentaires : des modifications génétiques, principalement dues à des mutations aléatoires, et l’acquisition de gènes déjà existants chez d’autres bactéries. L’antibiotique ne provoque pas une adaptation orientée vers un besoin précis ; il sélectionne les bactéries qui possèdent par hasard les caractéristiques les plus favorables à leur survie.

Les mutations créent de nouvelles résistances

Lorsqu’une bactérie se divise, des erreurs peuvent survenir dans la copie de son ADN. La plupart sont sans effet ou défavorables, mais certaines modifient un gène d’une manière qui réduit l’action d’un antibiotique. Une mutation peut changer la structure de la molécule que le médicament vise, de sorte que l’antibiotique s’y fixe moins efficacement. Elle peut aussi modifier la paroi ou la membrane bactérienne et limiter l’entrée du médicament, ou encore augmenter l’activité de pompes d’efflux qui expulsent l’antibiotique hors de la cellule. D’autres changements génétiques permettent la production d’enzymes capables de neutraliser le médicament. Les bêta-lactamases, par exemple, dégradent certaines bêta-lactamines, une famille qui comprend notamment les pénicillines et les céphalosporines. Ces mutations apparaissent indépendamment du traitement ; leur avantage devient manifeste lorsque l’antibiotique est présent.

La sélection favorise les bactéries résistantes

Dans une population bactérienne, les individus ne sont donc pas toujours génétiquement identiques. Si un antibiotique est administré, les bactéries sensibles sont éliminées ou voient leur croissance fortement réduite, tandis que les rares bactéries porteuses d’une résistance ont davantage de chances de survivre et de se reproduire. Au fil des générations, leur proportion augmente : une population qui était majoritairement sensible peut ainsi devenir dominée par des bactéries résistantes. Cette pression de sélection peut s’exercer lors d’utilisations nécessaires comme lors d’usages inappropriés ou excessifs, en médecine humaine, vétérinaire ou dans l’environnement. L’emploi d’un antibiotique ne crée pas systématiquement la résistance, mais il favorise la multiplication et la diffusion des bactéries qui la possèdent déjà ou qui l’acquièrent pendant cette période.

Le transfert horizontal accélère la diffusion

Une bactérie n’a pas besoin d’attendre l’apparition d’une mutation dans son propre ADN pour devenir résistante. Elle peut recevoir un gène provenant d’une autre bactérie : c’est le transfert horizontal de gènes, distinct de la transmission habituelle du patrimoine génétique lors de la division cellulaire. Par conjugaison, une bactérie peut transférer à une autre, par contact, un plasmide portant un ou plusieurs gènes de résistance. Par transformation, une bactérie récupère de l’ADN libre présent dans son environnement et peut en intégrer une partie. Par transduction, un bactériophage, c’est-à-dire un virus de bactérie, transporte de l’ADN bactérien d’une cellule à une autre. Ces mécanismes peuvent permettre l’acquisition simultanée de plusieurs résistances et favoriser leur circulation entre certaines bactéries différentes, ce qui accélère l’apparition de populations multirésistantes.

Des mécanismes parfois associés

Une même bactérie peut cumuler plusieurs stratégies : elle peut réduire la pénétration de l’antibiotique, l’expulser, modifier sa cible et produire une enzyme qui le dégrade. Les gènes correspondants peuvent être transmis ensemble sur un plasmide ou sur d’autres éléments génétiques mobiles, ce qui explique qu’une seule acquisition puisse conférer une résistance à plusieurs familles de médicaments. Les biofilms ajoutent une difficulté particulière : dans ces communautés fixées à une surface et entourées d’une matrice, la pénétration du traitement peut être moins efficace et la croissance ralentie, ce qui favorise la persistance de certaines bactéries. Un biofilm ne constitue toutefois pas, à lui seul, une mutation de résistance héréditaire. La résistance durable repose sur des caractères génétiques sélectionnés ou acquis, puis transmis à la descendance ou à d’autres bactéries.