Chez certaines bactéries, la tricherie conduit à l`extinction

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En direct des laboratoires
12 décembre 2015
Chez certaines bactéries, la tricherie conduit à l’extinction
Des mammifères aux microorganismes, de très nombreuses espèces coopèrent en produisant des
ressources profitant à l’ensemble de la communauté. Les individus qui génèrent ces biens publics
doivent cependant faire face à des tricheurs qui jouissent du produit de la coopération sans
participer à sa production. Pour la première fois, des chercheurs se sont intéressés à l'évolution de
la production de biens publics chez la bactérie Pseudomonas aeruginosa en présence et en absence
de virus s’attaquant spécifiquement aux bactéries. Leurs travaux publiés dans les Proceedings of the
Royal Society of London démontrent qu’en présence de ces virus, les microorganismes tricheurs,
moins virulents, finissent par dominer la population, précipitant ainsi son déclin. Ces résultats
laissent entrevoir de nouvelles stratégies de lutte contre les bactéries pathogènes.
P. auroginosa attaqué par phage - © Alex Betts
Les exemples de coopération sont légion parmi les êtres vivants. Même les bactéries peuvent parfois
s’entraider pour accéder plus facilement aux ressources de leur environnement. C’est le cas de P.
aeruginosa qui sécrète des molécules appelées sidérophores pour récupérer le fer nécessaire à sa
croissance. Chez ce microorganisme, des tricheurs peuvent néanmoins utiliser les sidérophores produits par
d’autres bactéries sans en sécréter eux-mêmes. Pour tenter de savoir si des paramètres extérieurs étaient
en mesure de perturber ce jeu de dupe, une équipe réunissant des scientifiques de l'Institut des Sciences de
l'Evolution de Montpellier (ISEM, CNRS / Université de Montpellier) s’est lancée dans une expérience
originale : tester l’évolution de plusieurs populations de P. aeruginosa en présence ou en absence de
phages, ces virus qui s’en prennent aux bactéries. « En introduisant des phages dans les populations
bactériennes nous voulions savoir comment ces antagonismes écologiques agissaient sur la dynamique
sociale et la virulence de notre modèle bactérien », explique Marie Vasse, chercheuse en écologie évolutive
à l’ISEM et principale auteure de l’article.
L’expérience menée en laboratoire a consisté à suivre durant 20 générations l’évolution de 140 populations
différentes de P. aeruginosa. Outre la présence ou l’absence de phages dans la population bactérienne de
départ, les chercheurs ont également fait varier la concentration de fer dans le milieu de culture ainsi que la
proportion initiale de microorganismes tricheurs, incapables donc de produire des sidérophores. Ces
molécules émettant une fluorescence lorsqu’elles sont libérées par la bactérie, les scientifiques ont mesuré
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son intensité pour calculer la quantité de ces biens publics générés tout au long de l’expérience et suivre
ainsi l’évolution de la part des tricheurs. « En présence de phages, les microorganismes tricheurs finissent
par prendre le pas sur les coopérateurs même lorsque les tricheurs ne représentent que 10% de la
population bactérienne de départ », résume Marie Vasse. Combiné à la pression de sélection exercée par les
phages, le basculement progressif vers des comportements de triche conduit finalement au déclin rapide des
populations bactériennes. Ces conclusions ouvrent la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques contre
des infections bactériennes et, en particulier, contre P. aeruginosa. Cette bactérie pathogène est en effet à
l'origine de nombreuses infections nosocomiales et de sérieuses complications chez les patients atteints de
mucoviscidose. Or en combinant des phages ou des bactéries tricheuses aux antibiotiques utilisés pour lutter
contre P. aeruginosa, il pourrait être envisageable d'améliorer l'efficacité de ces traitements tout en freinant la
résistance de certaines souches bactériennes aux antibiotiques.
Pseudomonas aeruginosa - © Alex Betts
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Un virus entraîné pour lutter contre les bactéries
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Références
Phage selection for bacterial cheats leads to population decline, par Marie Vasse, Clara Torres-Barcelo
et Michael E. Hochberg, publié dans Proceedings of the Royal Society of London, le 4 novembre2015.
DOI: 10.1098/rspb.2015.2207
Contacts chercheurs
Michael E. Hochberg, Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (ISEM) - CNRS / Univ. Montpellier /
IRD / EPHE
Email : [email protected]
Contact communication
Valérie Durand, Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (ISEM) - CNRS / Univ. Montpellier / IRD /
EPHE
Email : [email protected]
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