Le patient est arrivé à l'hôpital avec ce qui ressemblait à une infection bactérienne banale. Mais ensuite, les choses sont devenues beaucoup plus graves: le patient a développé une infection "mangeuse de chair" qui a finalement nécessité l'amputation des deux bras et des deux jambes.
Qu'est-ce qui a rendu l'infection hors de contrôle? Il s'est avéré qu'il ne s'agissait pas d'une infection par un seul type de bactérie, mais plutôt d'un mélange de quatre souches différentes de la même espèce.
Maintenant, les scientifiques savent exactement comment ces souches bactériennes fonctionnent ensemble pour décimer les tissus du corps, comme indiqué dans une nouvelle étude. Et les résultats peuvent avoir des implications pour le traitement de ces infections dites "polymicrobiennes".
Dans le cas récent, le Dr Ashok Chopra, professeur de microbiologie et d'immunologie à la branche médicale de l'Université du Texas et ses collègues ont trouvé quatre souches distinctes de la même espèce bactérienne, connue sous le nom de Aeromonas hydrophila, chez le patient infecté. Ensemble, les microbes ont lancé une attaque plus meurtrière qu'aucune souche individuelle n'aurait pu orchestrer seule.
L'étude, publiée le 11 novembre dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, suggère que trois des souches bactériennes permettent à la quatrième de pénétrer dans la circulation sanguine et de gaspiller les tissus du corps. A. hydrophila est une cause rare d'infections mangeuses de chair, mais Chopra a émis l'hypothèse que d'autres bactéries mangeuses de chair, telles que E. coli, peut également utiliser une stratégie d'attaque similaire. Cependant, davantage de recherches seraient nécessaires pour le montrer, a-t-il dit.
"Ils peuvent avoir différentes toxines ... mais ils peuvent avoir des" diaphonie "similaires entre différentes souches", a déclaré Chopra. "En fin de compte, je vois que cela a des implications beaucoup plus larges en milieu clinique."
Plusieurs microbes
Lorsque le patient infecté a été admis à l'hôpital, les médecins ont utilisé des diagnostics traditionnels pour déterminer le pathogène à blâmer. Ils ont identifié A. hydrophila, un microbe communément trouvé dans les environnements d'eau douce et saumâtre, des lacs aux rivières à l'eau potable, selon le site de référence clinique UpToDate. Lorsqu'il est ingéré, le germe peut provoquer des diarrhées ou infecter les tissus mous du corps. Mais quand A. hydrophila pénètre dans une plaie ouverte, une horrible maladie appelée "fasciite nécrosante" peut s'ensuivre.
Selon l'Organisation nationale pour les troubles rares, l'infection rare pénètre et tue rapidement les tissus conjonctifs dans tout le corps, laissant la personne affectée vulnérable à une défaillance organique et à la mort. L'infection mangeuse de chair doit être traitée rapidement avec des antibiotiques ou une intervention chirurgicale, comme ce fut le cas avec le patient dans la nouvelle étude. Au final, seule une quadruple amputation pourrait sauver le patient des microbes déchaînés.
Le diagnostic initial du patient n'a pas révélé pourquoi l'infection a pris une tournure si soudaine et mortelle. Les tests de diagnostic traditionnels identifient différentes espèces bactériennes en fonction des protéines et des toxines produites par les bactéries, a expliqué Chopra, de sorte que la nuance de l'affaire a été initialement manquée. "Mais si vous au niveau de l'ADN ... c'est une histoire complètement différente", a-t-il dit.
Dans deux études antérieures, Chopra et ses co-auteurs ont isolé des échantillons bactériens du patient et analysé tout le matériel génétique contenu dans les microbes. L'analyse a révélé les quatre souches bactériennes distinctes, appelées NF1 à 4, qui, ensemble, ont provoqué l'infection presque mortelle. Mais remarquablement, en opérant isolément, aucune des quatre souches n'a déclenché une infection mortelle dans les modèles murins. Pour apprendre comment les microbes interagissent pour provoquer une infection grave, les auteurs ont modifié l'ADN des souches bactériennes et infecté des modèles de souris avec plusieurs souches à la fois. En modifiant l'ADN des germes, les scientifiques ont pu échanger l'arsenal destructeur de tissus de chacun et déterminer quelles armes ont rendu l'infection mixte si mortelle.
Il s'avère que chaque souche bactérienne possède "différents arsenaux pour affecter l'hôte", a déclaré Chopra.
Trois des quatre souches, NF2 à NF4, contiennent des instructions génétiques pour produire une toxine appelée exotoxine A, ou ExoA, qui empêche les cellules infectées de construire de nouvelles protéines. À elles seules, ces trois souches décomposent encore le tissu musculaire et accèdent à la circulation sanguine, mais le système immunitaire élimine rapidement l'agent pathogène du corps.
En revanche, la dernière des quatre souches, NF1, semble moins vulnérable aux attaques immunitaires mais ne peut pas concocter son propre ExoA. Lorsqu'il travaille seul, le microbe reste largement isolé près du site d'infection, bloqué par les parois des tissus musculaires. C'est là que le travail d'équipe bactérien entre en jeu. Lorsque plusieurs souches de A. hydrophila infecter le corps, les souches productrices d'ExoA abattent les obstacles musculaires, permettant à NF1 de se déchaîner.
Fait intéressant, les trois autres souches restent près du site de l'infection, tandis que NF1 prend les devants et se propage dans la circulation sanguine. Les auteurs ont découvert que NF1 produit en fait une toxine unique qui tue non seulement les tissus du corps, mais aussi les autres souches de A. hydrophila; la souche NF1 elle-même détient l'antidote à son propre poison fait maison.
De meilleurs diagnostics?
Les nouvelles découvertes pourraient avoir des implications dans la recherche de nouveaux outils de diagnostic microbien, a déclaré Chopra. Lorsque les médecins pensent à des infections mixtes, ils pensent généralement à des infections causées par deux ou plusieurs espèces bactériennes complètement distinctes, a-t-il déclaré. Mais le cas actuel montre que différentes souches de la même espèce peuvent également s'associer pour provoquer des maladies, et chaque souche peut être vulnérable à différents traitements antibiotiques.
"Lorsque nous traitons avec un antibiotique donné, nous éliminons un organisme du corps", a déclaré dans un communiqué la co-auteur Rita Colwell, microbiologiste à l'Université du Maryland. "Mais s'il y a un autre organisme qui participe à l'infection et qui est également pathogène, alors tout traitement antibiotique qui ne cible pas également cet organisme peut simplement dégager le terrain pour qu'il se développe comme un fou."
Bien que rarement utilisés pour diagnostiquer les infections aujourd'hui, les outils génétiques pourraient un jour s'avérer utiles pour caractériser les infections bactériennes complexes causées par plus d'une souche de bactéries, a déclaré Chopra.
Mais tout le monde n'est pas d'accord avec cette prédiction.
"Est-ce que je pense que cela changera le traitement clinique de la fasciite nécrosante? Pas nécessairement", a déclaré à Live Science le Dr Amesh Adalja, médecin et expert en maladies infectieuses à l'Université Johns Hopkins de Baltimore, qui n'était pas impliqué dans l'étude.
Étant donné que la fasciite nécrosante agit si rapidement, au moment où les médecins identifient chaque souche provoquant l'infection, il peut être "trop tard pour faire une différence", a déclaré Adalja. L'identification de différentes souches pourrait aider à guider le traitement des A. hydrophila infections, où une combinaison particulière de bactéries pourrait aggraver le résultat, a-t-il déclaré. Mais en l'état, ces souches ne peuvent être repérées qu'avec des "outils génétiques sophistiqués" que l'on ne trouve généralement pas en milieu clinique.
Pourtant, la recherche élucide les façons dont plusieurs souches bactériennes peuvent se réunir pour se propager dans le corps, faisant des ravages, a déclaré Adalja. Il serait intéressant de rechercher si des bactéries plus courantes utilisent les mêmes stratégies pour propager l'infection dans le corps, a-t-il ajouté.
