La découverte neuve de biofilm pourrait ouvrir la voie à l’ébranlement de Pseudomonas résistant aux antibiotiques

Publié le 29 octobre 2025 04:52:00. Des chercheurs de l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA) ont mis en lumière un mécanisme clé utilisé par la bactérie Pseudomonas aeruginosa pour former des biofilms, ouvrant la voie à de nouvelles stratégies pour lutter contre les infections, notamment chez les patients atteints de mucoviscidose ou de complications respiratoires sévères.

• Pseudomonas aeruginosa, classée par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) comme une menace majeure pour la santé humaine en raison de sa résistance aux antibiotiques, forme des biofilms particulièrement difficiles à éradiquer.
• L’étude révèle que cette bactérie détecte et se fixe sur des sucres spécifiques laissés par d’autres bactéries de la même espèce, utilisant des pili semblables à des cheveux comme capteurs mécaniques pour évaluer la solidité de ces liaisons.
• Ces découvertes pourraient permettre de développer des approches pour affaiblir la résistance de la bactérie aux traitements médicamenteux et même de la rendre plus vulnérable aux antibiotiques.

Pseudomonas aeruginosa est une bactérie opportuniste redoutée, capable de provoquer des infections graves, en particulier chez les personnes souffrant de mucoviscidose ou ayant besoin d’une assistance respiratoire, comme ce fut le cas pour certains patients atteints de COVID-19. Sa capacité à former des biofilms – des communautés microbiennes complexes – la rend particulièrement résistante aux antibiotiques et aux défenses immunitaires de l’organisme. L’OMS la considère d’ailleurs comme l’une des principales menaces pour la santé mondiale.

L’équipe de recherche du California NanoSystems Institute de l’UCLA (CNSI) a récemment percé un secret de cette bactérie : la manière dont elle passe de la simple exploration d’une surface à l’établissement d’une communauté organisée. Cette découverte, publiée dans la revue Natural Microbiology, pourrait bien être une étape cruciale dans la lutte contre ces infections tenaces.

L’étude a révélé que Pseudomonas aeruginosa est capable de détecter des traces de sucres spécifiques sécrétées par d’autres bactéries de son espèce. Elle utilise pour cela des protéines situées à sa surface, ainsi que des pili de type IV, des appendices filamenteux qui lui servent habituellement à se déplacer. Dans ce contexte, ces pili agissent également comme des capteurs mécaniques, évaluant la force des liaisons entre la bactérie et les sucres. Ces informations sont ensuite transformées en signaux chimiques qui activent d’autres mécanismes bactériens, notamment la production de davantage de sucres pour renforcer la formation du biofilm.

« Nous pouvons envisager de nous appuyer sur ces résultats pour influencer le comportement de la bactérie », explique William Schmidt, doctorant en bio-ingénierie à l’UCLA et co-premier auteur de l’étude. « Nous pourrions être en mesure de transformer les cellules en versions d’elles-mêmes plus sensibles aux antibiotiques et plus faciles à traiter. »

William Schmidt, doctorant, Université de Californie, Los Angeles

Jusqu’à présent, les mécanismes précis permettant aux bactéries de détecter les sucres sécrétés par leurs congénères restaient un mystère. De plus, les protéines membranaires capables de se lier à ces sucres ne semblaient pas posséder les structures nécessaires pour transmettre un signal. L’étude de l’UCLA apporte une réponse à cette énigme en soulignant le rôle essentiel de la détection mécanique par les pili.

« Cette forme de génération de signaux est inédite dans ce domaine », souligne Gerard Wong, membre du CNSI, auteur correspondant de l’étude et professeur de bio-ingénierie à l’école d’ingénierie UCLA Samueli. « On considérait les pili principalement comme des appendices permettant de se déplacer. Il s’avère qu’ils agissent également comme des capteurs qui traduisent la force en signaux chimiques au sein des bactéries, qu’ils utilisent pour identifier les sucres. Nous voyons pour la première fois comment les informations sensorielles sont codées dans les bactéries par leurs appendices. »

Les sucres libérés par les bactéries servent à la fois de guides pour les nouvelles arrivantes et de matériaux de construction pour la communauté. Au fil du temps, ils contribuent à fixer les bactéries entre elles et à former la matrice protectrice du biofilm, le rendant plus résistant aux traitements.

Pour valider leurs découvertes, les chercheurs ont créé une surface artificielle recouverte de traces de sucre synthétique, imitant les sucres produits naturellement par la bactérie. Grâce à des techniques de génie génétique et de suivi cellulaire avancées, ils ont pu confirmer le fonctionnement coordonné de la détection chimique et mécanique.

Les implications de cette recherche vont au-delà de la santé humaine. Les biofilms peuvent également encrasser les canalisations, les filtres industriels et les coques des navires, causant des problèmes importants et des coûts considérables. « Nous pouvons nous demander : ‘Est-il possible de rendre une surface invisible aux bactéries ?’ », s’interroge Wong, qui est également professeur de chimie et de biochimie ainsi que de microbiologie, d’immunologie et de génétique moléculaire à l’UCLA. « Si vous obtenez une surface qui imite suffisamment l’espace vide, dans la mesure où les bactéries perçoivent les choses, il sera peut-être possible de résoudre ce problème de biosalissure qui coûte plusieurs milliards de dollars. »

Les chercheurs prévoient d’étudier plus en détail le répertoire complet des sucres détectés par Pseudomonas aeruginosa, ainsi que l’influence de la forme des surfaces sur le comportement de la bactérie. Ils souhaitent également explorer les liens entre ces découvertes et les mécanismes de signalisation cellulaire observés dans les biofilms.