Agents pathogènes et modifications des environnements : quels risques actuels et futurs ?

ARTICLE

Auteur(s) : Pascale Bauda¹, Patrick Monfort²

1. CNRS FRE 2635 « Écotoxicité, santé environnementale », Université de Metz, UFR Sciences fondamentales et appliquées, rue Général Delestraint, 57070 Metz
<bauda@sciences.univ-metz.fr>
2. CNRS UMR 5119 « Écosystèmes lagunaires », Université Montpellier 2, CC93, Pl E. Bataillon, 34095 Montpellier cedex 05
<pmonfort@ univ-montp2.fr>

Si la microbiologie a pu être envisagée pendant longtemps comme l’étude des micro-organismes pathogènes pour l’homme, les animaux et les végétaux, il est vite apparu que les micro-organismes jouent un rôle majeur dans le fonctionnement des écosystèmes, et ce jusqu’à l’échelle globale de la planète. L’intérêt premier porté aux micro-organismes pathogènes a conduit dans les années 1970-1980 à considérer que les études de ces organismes n’étaient plus prioritaires parce que les progrès notamment de la médecine, de l’épidémiologie, de l’antibiothérapie, des produits phytosanitaires et des programmes de lutte contre les vecteurs avaient abouti à une maîtrise de ces agents pathogènes et de leurs actions.

Les thématiques microbiologiques se sont alors orientées vers la génomique des micro-organismes et vers l’écologie microbienne et les biotechnologies appliquées à des intérêts agronomiques et agroalimentaires, aux traitements des eaux et aux procédés de traitements biologiques pour la décontamination des milieux pollués (bioremédiation). De telles recherches ont permis d’approfondir les connaissances sur la biologie et l’évolution des micro-organismes, mais aussi sur le rôle majeur que jouent ces derniers dans l’organisation, le fonctionnement et l’évolution de la plupart des systèmes vivants.

Toutefois, depuis les deux dernières décennies, deux phénomènes nouveaux renforcent le regain d’intérêt porté aux micro-organismes et à leurs interactions avec les systèmes biologiques de la planète. En premier lieu, le maintien et l’émergence d’agents pathogènes connus ou nouveaux remettent en cause l’idée que les maladies infectieuses pouvaient être maîtrisées [1, 2]. D’autre part, les pressions anthropiques perturbent le fonctionnement des écosystèmes continentaux et marins et, en conséquence, modifient l’action et la dynamique des populations et des communautés de micro-organismes. La suite de l’article développe successivement ces deux aspects, puis tente d’expliquer les facteurs impliqués dans l’émergence d’agents pathogènes, et termine par les besoins et les perspectives en recherche.

Situation des maladies infectieuses

Précisons tout d’abord, en préambule, qu’il ne s’agit pas ici de faire un bilan alarmiste de la situation des maladies infectieuses dans le monde : globalement cette situation est sans conteste plus satisfaisante que par le passé quel qu’il soit, contrairement à ce que le sujet de l’article pourrait peut-être laisser penser en focalisant davantage sur les problèmes subsistant que sur les progrès effectués.

Les agents pathogènes dits « émergents » sont, soit de nouveaux pathogènes, soit des pathogènes nouvellement reconnus ; cette distinction est effectuée dans le tableau 1, présentant les caractéristiques de quelques maladies infectieuses actuelles et les facteurs probables impliqués dans leur incidence. Le terme « réémergent », parfois employé dans la littérature, reflète imparfaitement la réalité ; il s’agit plutôt de la phase ascendante de fluctuations ou de situations localisées. Le terme d’agent pathogène fluctuant a été préféré dans le tableau 1.

Dans le développement qui suit, les épidémies bactériennes, les zoonoses, les maladies nosocomiales puis les épidémies virales seront successivement évoquées.

Épidémies bactériennes

Bien que Neisseria meningitidis soit parfois qualifié d’agent pathogène « réémergent », le taux d’incidence des méningites invasives à méningocoques (Neisseria meningitidis) fluctue : selon l’Institut de veille sanitaire, elles augmentent progressivement depuis 1995 et leur létalité augmente depuis 2000 pour atteindre la valeur de 1985, toutefois cette hausse ne semble pas se poursuivre en 2003 [3]. Si les cas de méningites purulentes communautaires dues à Haemophilus influenza diminuent grâce à la vaccination, les cas dus à des pneumocoques de sensibilité diminuée à la pénicilline augmentent [4].

En France, comme dans les autres pays où la vaccination est généralisée contre la coqueluche depuis 30 ans, l’incidence de la maladie a diminué ; toutefois elle n’est pas éliminée et une « réémergence » des infections à Bordetella pertussis transmises par l’adulte aux nourrissons est observée. Une étude conduite aux États-Unis comparant la mortalité par B. pertussis, durant les années 1980 et les années 1990 montre une augmentation de plus de 30 % touchant dans 90 % des cas des enfants de moins de 4 mois, soit 2,4 cas/million [5]. Cet état de fait est principalement dû à l’absence de rappel vaccinal après 18 mois, et les pays concernés envisagent aujourd’hui un rappel vaccinal à l’âge adulte.

Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), après une baisse régulière durant 40 ans, le nombre des décès par tuberculose est en hausse en Europe orientale et en Afrique, les décès les plus nombreux sont observés en Asie du Sud-Est. La tuberculose est particulièrement mortelle dans les cas de coinfection par le VIH, le VIH et la tuberculose accélérant mutuellement leur propagation. Plusieurs épidémies de tuberculose multirésistantes ont été enregistrées aux États-Unis depuis 1987 chez des malades du sida. Le développement de souches multirésistantes (résistant au moins à l’isoniazide et à la rifampicine) provient d’une mauvaise gestion des traitements qui, selon l’OMS, pourrait faire de la tuberculose une maladie incurable. La tuberculose touche davantage les sans-abris et les populations défavorisées [6]. En France, comme au Canada, l’incidence de la tuberculose ne diminue plus depuis 4 ans, le risque est plus important pour les natifs d’un pays d’endémie tuberculeuse, et les caractéristiques de la tuberculose multirésistante varient peu.

Les épidémies bactériennes comme le choléra sont récurrentes et évoluent, avec notamment l’apparition du nouveau sérotype de Vibrio cholerae O139 en 1992 [7]. La reconnaissance en 1982 de l’implication de la bactérie Helicobacter pylori dans le développement de certains ulcères gastriques a permis de modifier les traitements de ces pathologies [8].

Cas des zoonoses

Les pathogènes émergents ont souvent pour réservoir des animaux et constituent des zoonoses. Il peut s’agir d’animaux sains destinés à l’alimentation humaine, à partir desquels ils se disséminent dans une variété croissante de produits alimentaires [9]. C’est le cas d’Escherichia coli O157:H7 (agent responsable de la maladie dite « du hamburger »), de Campylobacter jejuni, considéré comme la première cause de diarrhées en Amérique du Nord, de Salmonella enteritidis, de Salmonella typhimurium DT104 multirésistante dont l’émergence résulte probablement de l’usage intensif et massif des antibiotiques dans les élevages ou de Yersinia enterocolitica. L’eau peut aussi être contaminée par ces animaux. Des foyers infectieux à E. coli O157:H7 ont ainsi pu être attribués à la consommation d’eau de boisson [10] ou encore à l’exposition à des eaux de baignade [11] et des infections à Campylobacter jejuni ont été causées par la consommation d’eau contaminée. Listeria monocytogenes a longtemps été connue pour causer des méningites et d’autres infections invasives chez des hôtes immunodéprimés, et n’a été reconnue que plus récemment comme un pathogène d’origine alimentaire, suite aux cas de listérioses humaines majoritairement dues à la consommation de denrées contaminées dans de nombreux pays industrialisés [12]. En France, selon l’Agence française de sécurité sanitaire des aliments (AFSSA), la contamination à partir des élevages d’animaux semble faible, mais elle est amplifiée au moment de l’abattage et de la découpe en raison de la contamination du matériel et des surfaces de ces postes par des souches résidentes. D’autres toxi-infections alimentaires collectives (TIAC) sont dues à des espèces endémiques dans les pays en développement et introduites dans les pays développés par le biais du commerce international de produits frais contaminés (Cyclospora cayetanensis du groupe des microsporidies) [13].

La peste est aussi une zoonose, dont le réservoir est constitué par les rongeurs. Elle est transmise à l’homme par l’intermédiaire de puces provenant de rats infectés. Cette maladie est considérée en réémergence, particulièrement en Afrique. En fait, et selon l’OMS, l’évolution du nombre de cas déclarés/an dans le monde fluctue et se déplace : inférieur à 1 000 dans les années 1950, ce chiffre augmente pour atteindre 6 000 en 1967, principalement en Asie, puis régresse à moins de 100 en 1981, et atteint les 4 000 en 1997, principalement en Afrique. Toujours selon l’OMS, des formes épidémiques ont été reportées en 1994 au Malawi, en Inde et au Mozambique, ainsi qu’en 2003 en Algérie. Aux États-Unis, 13 États étaient concernés en 1990 contre 3 en 1950 et la première souche de Yersinia pestis multirésistante aux antibiotiques a été décrite en 1997 [14].
L’endémisme de la maladie de Lyme dans certaines régions des États-Unis (Borrelia burgdorferi associée à d’éventuels micro-organismes co-infectants), avec 15 000 cas déclarés par an, fait suite aux mesures de protection du cerf, un des principaux réservoirs avec les rongeurs, qui ont permis la dissémination de tiques, vecteurs de cette maladie [15]. En Europe, 50 000 cas sont déclarés par an, avec une incidence estimée en France de 5 000 cas/an, touchant plus particulièrement la région Nord-Est.

De nouvelles zoonoses se développent (infections pulmonaires à Bordetella bronchiseptica, complexe Mycobacterium bovis). Les maladies humaines à prion restent rares ; toutefois, même si le scénario de transmission à l’homme de l’encéphalopathie spongiforme bovine sous la forme d’épidémie de la maladie de Creutzfeld Jacob ne s’est pas réalisé pour l’instant, la vigilance reste de mise [16].

Maladies nosocomiales

La fréquence et la gravité des maladies nosocomiales demeurent d’actualité malgré l’amélioration de la vigilance sanitaire et des connaissances scientifiques. Contractées dans les hôpitaux, le plus souvent par transmission manuportée d’un patient à l’autre, ces maladies sont étroitement liées à la survie des micro-organismes pathogènes sur des matières inertes, au développement de phénotypes de résistance et de multirésistance aux antibiotiques chez de nombreux micro-organismes (i.e. Staphylococcus aureus résistant à la methycilline et à la vancomycine, Streptococcus pneumoniae résistant à la pénicilline, entérocoques résistants à la vancomycine, pneumocoques résistants à la pénicilline, Mycobacterium tuberculosis et Pseudomonas aeruginosa multirésistants) [17] ainsi qu’à des mesures d’hygiène défaillantes dans les services hospitaliers.

Les patients immunodéprimés développent un nombre croissant d’infections opportunistes, souvent fatales, causées par des champignons microscopiques, dits émergents (Fusarium, Acremonium, Trichosporon, Curvularia, Alternaria, Paecilomyces) et reconnus comme porteurs d’un très faible pouvoir infectieux chez des individus sains [18]. L’usage intensif de l’amphotéricine B a causé l’émergence de souches résistantes de ces espèces de champignons qui sont responsables de mycoses réfractaires à cet antibiotique. Des espèces de Scedosporium, dont la répartition a été observée sur plusieurs continents, sont résistantes à toute thérapie antifongique classique et nécessitent le développement de nouveaux antifongiques plus agressifs [19].

Épidémies virales

Comme pour les épidémies bactériennes, les épidémies virales montrent aussi l’émergence de nouveaux virus. La pandémie de sida a causé près de 20 millions de morts ces 20 dernières années, et sa situation en Afrique subsaharienne demeure plus que préoccupante. En France, les mesures préventives ont permis une diminution du nombre global de cas diagnostiqués par an. D’autres virus pathogènes sont apparus plus récemment (syndrome respiratoire aigu sévère, SRAS), fièvre de Lassa, Ebola, le syndrome pulmonaire à hantavirus, calicivirus, encéphalites au virus Hendra, Nipah). Certaines maladies virales sont soit transmises au niveau de populations jusqu’ici non exposées (encéphalites dans la région de New York causées par le virus West-Nile connu en Afrique et à l’Est), soit fluctuent dans les régions déjà concernées (rage, dengue). La dengue classique et sa forme hémorragique, la fièvre jaune urbaine, autrefois limitées à l’Asie du Sud-Est, s’étendent, surtout en Amérique latine où le nombre de cas annuels rapportés a été multiplié par 60 entre 1989 et 1993. Cette extension est à mettre en relation avec la fin des programmes de lutte contre les vecteurs (moustiques), principalement dans les régions intertropicales [20, 21]. Certaines de ces maladies apparues ces dernières années, dont quelques-unes extrêmement virulentes, constituent des zoonoses virales comme les arbovirus et les virus Ebola, Hendra et Nipah [22-24], les virus du SRAS et de la grippe aviaire.

Les animaux et les végétaux sont aussi concernés respectivement par des épizooties émergentes ou fluctuantes (fièvre aphteuse, Blue Tongue, pestes porcines classiques et africaines, viroses des crevettes et des mollusques, grippe aviaire...) et des maladies végétales (Pseudomonas syringae, Ralstonia solanacearum...).

Relations pathogènes-environnement

La situation telle que décrite précédemment, des maladies infectieuses pour l’homme, les animaux et les végétaux confirme que les micro-organismes et leur potentiel pathogène demeurent, malgré les progrès réalisés, une préoccupation importante. Ces problèmes de santé publique, animale et végétale sont en partie liés à la pollution et aux modifications des usages des écosystèmes.

Ainsi, dans les milieux aquatiques se développent des espèces invasives de microalgues (Phaeocystis dans les milieux côtiers Manche – mer du Nord) ou des efflorescences de micro-organismes photosynthétiques toxiques (Alexandrium, Microcystis, Aphanizomenon, Anabaena, Nodularia, Planktothrix) favorisées par des augmentations de la température et l’eutrophisation des milieux aquatiques [25]. Ces micro-organismes posent aujourd’hui des problèmes pour la qualité sanitaire des ressources en eau pour l’homme et le bétail. Les suppléments diététiquesà base d’algues (Aphanizomenon flosaquae) peuvent aussi être contaminés par de telles toxines, la récolte des algues étant effectuée durant la période estivale. Le réchauffement des eaux des rivières et lacs par des rejets industriels d’eaux chaudes favorise le développement d’amibes libres, dont le pathogène Naegleria fowleri et, indirectement, de légionelles qui se multiplient dans les amibes [26]. La généralisation d’importants systèmes de refroidissement est actuellement responsable de la formation d’aérosols pouvant contenir des quantités importantes de Legionella pneumophila, responsables de légionelloses nosocomiales et communautaires, et d’autres micro-organismes Legionella like. L’ampleur (85 cas, 13 décès) et la durée de la récente épidémie de légionellose survenue en France, dans le Pas-de- Calais entre novembre 2003 et janvier 2004, montre que des progrès sur la connaissance de l’écologie de ce micro-organisme sont nécessaires pour améliorer la maîtrise des épidémies de légionellose.

La survie dans les ressources en eau de parasites entériques (Cryptosporidium parvum, Giardia lamblia ou intestinalis ou duodenalis) génère des infections parasitaires en augmentation (cryptosporidiose, giardiase). Ces parasites sont caractérisés par une grande diversité d’hôtes qui constituent des réservoirs animaux impliqués dans la transmission à l’homme et dans la contamination de l’environnement hydrique, en plus de la transmission entre animaux et de personne à personne [27].

Le sol est un réservoir potentiel de micro-organismes dans lequel leur pouvoir infectieux ou leur capacité métabolique peut être maintenu ou élargi. Le sol est donc un compartiment qui participe à la propagation de micro-organismes vers d’autres habitats quand les conditions deviennent favorables (Listeria monocytogenes). Le sol est aussi un milieu réactif dans lequel les transferts génétiques horizontaux interviennent à une fréquence significative [28, 29] contribuant à l’émergence de nouvelles populations (pathovars de Pseudomonas syringae, écotypes de Ralstonia solanacearum, variants symbiotiques de Mesorhizobium loti). Le sol est aussi un réservoir important de micro-organismes possédant un potentiel important pour les biotechnologies. Actuellement 70 % des antibiotiques utilisés sont issus de micro-organismes cultivables du sol. La diversité génétique et les fonctions de ces micro-organismes telluriques pourront être utilisées pour développer de nouvelles stratégies et des itinéraires techniques orientés vers une agriculture durable. La surface totale des feuilles de plantes terrestres représente plus de 10⁸ km² de substrat colonisable par les micro-organismes, dont 10 % de cette surface sont constitués par des feuilles de plantes cultivées. Le micro-environnement autour de la surface des feuilles, la phyllosphère, héberge une microflore dense et variée (champignons filamenteux, levures, bactéries, protozoaires et micro-arthropodes) dont certains membres jouent un rôle important dans la biologie de la plante et dans la qualité des denrées végétales (agents pathogènes des plantes, de l’homme ou d’insectes, catalyseurs de la formation de glace, micro-organismes producteurs des phytohormones, des allergènes ou des composés aromatiques, des fixateurs d’azote non symbiotiques).

Facteurs influants dans l’émergence d’agents pathogènes

Il n’existe pas de réponse simple à la question des causes de l’émergence de maladies infectieuses mais plutôt un ensemble de facteurs qui sont en interrelation et dont la convergence aboutit aux maladies infectieuses endémiques, épidémiques, voire pandémiques que nous connaissons. Le tableau 1 présente les facteurs probables d’émergence associés à quelques agents pathogènes. Dans cette partie, nous envisagerons d’abord l’évolution des pratiques ou des comportements humains qui peuvent agir directement ou indirectement sur l’émergence d’agents pathogènes ; les particularités adaptatives des micro-organismes seront ensuite évoquées.

Influence des comportements humains

Nos comportements peuvent permettre la création et l’accès à de nouvelles niches pour les micro-organismes comme par exemple le développement des industries et des pratiques alimentaires (surfaces industrielles contaminées par des souches résidentes, produits alimentaires transformés, prêts à la consommation ou à l’emploi, conditions de stockage et distribution des produits alimentaires, agriculture et élevage intensifs), le développement des tours aéroréfrigérantes dans lesquelles se développe un biofilm pouvant contenir des légionelles, l’absence ou le dysfonctionnement des filières de traitements des eaux. L’augmentation des échanges commerciaux internationaux et des déplacements des populations dans le monde sont des facteurs de dissémination des pathogènes qui permettent l’exposition à de nouveaux micro-organismes initialement spécifiques de certaines zones géographiques. De même, les modifications des environnements urbains par la création ou la transformation des écosystèmes « modernes » (hôpitaux, conurbation) peuvent expliquer l’évolution des agents pathogènes et des risques pour nos sociétés humaines. Bien qu’il soit difficile d’avoir des données chiffrées, la population immunodéficitaire s’accroît du fait du vieillissement de la population, de l’augmentation des transplantations d’organes, des maladies chroniques, de l’évolution des traitements de chimiothérapie, de la pandémie de sida. Cet état d’immunodéficience est un facteur aggravant pour la plupart des maladies infectieuses en permettant l’infection par des pathogènes à des doses infectantes plus faibles. Cette population fragilisée constitue aussi une niche pour des pathogènes opportunistes aussi bien bactériens, fongiques, viraux que parasitaires.

De plus, les changements globaux induits par l’augmentation de population humaine et de ses activités ont pour conséquence une forte anthropisation des écosystèmes qui ont pour corollaire des modifications des niches écologiques des micro-organismes. Ces perturbations des environnements peuvent alors provoquer des déséquilibres quantitatifs et qualitatifs soit de peuplements microbiens pathogènes ou potentiellement pathogènes pouvant être la cause de nouvelles épidémies, soit de peuplements microbiens pouvant changer radicalement le fonctionnement des écosystèmes susceptibles d’entraîner une modification de la qualité des sols et des eaux. L’effet de serre, dû à l’augmentation du gaz carbonique et du méthane notamment, pourrait provoquer un réchauffement de la planète [30], favorisant une nouvelle répartition géographique de certaines maladies comme le paludisme ou le choléra. Les facteurs climatiques (température, humidité, teneur en CO2, rayonnement UV-B...) sont connus pour avoir expérimentalement des effets directs ou indirects sur les activités microbiennes, et ont pour conséquence de modifier le fonctionnement des réseaux trophiques microbiens (virus, procaryotes et eucaryotes unicellulaires). La modification du fonctionnement des réseaux trophiques microbiens responsables des flux énergétiques et chimiques aura des incidences sur le fonctionnement de tous les écosystèmes terrestres et aquatiques. Les effets climatiques liés au réchauffement de la planète et leurs incidences possibles sur les maladies infectieuses humaines, animales et végétales demandent le développement de recherches intégratives sur les systèmes microbiens afin de mieux comprendre l’émergence de nouvelles maladies [31-33].

Facultés d’adaptation des micro-organismes

Grâce à leur plasticité génétique, les micro-organismes, sont doués d’une puissante capacité évolutive qui leur permet de s’adapter pour survivre dans un milieu devenu défavorable ou de coloniser de nouveaux milieux. Par ces facultés d’adaptation, ils peuvent acquérir des facteurs de virulence nouveaux, modifier leurs capacités métaboliques, acquérir des résistances et développer une dynamique de population nouvelle ou changer de niches écologiques. Une illustration parlante de cette faculté d’adaptation est fournie par l’apparition quasi systématique de mutants résistants quelques mois après l’usage intensif d’un antibiotique, ainsi que par l’apparition dans de nombreux genres, d’espèces multirésistantes aux antibiotiques, rendant difficile le traitement de certaines infections. Les mécanismes générateurs de variabilité génétique incluent les mutations issues d’erreurs aléatoires de réplication ou de réparation de l’ADN, les réarrangements génétiques susceptibles de causer des amplifications de gènes par duplication ou des pertes de gènes, et les mécanismes de transferts horizontaux, notamment impliqués dans la genèse de phénotypes de multirésistance aux antibiotiques chez les micro-organismes pathogènes, ou encore, dans la genèse d’îlots de pathogénicité regroupant des gènes impliqués dans la virulence. Il est intéressant de constater, à ce propos, que des pathogènes pour l’homme, tels que Bordetella pertussis, Helicobacter pylori, Legionella pneumophila ou Brucella melitensis, possèdent des gènes de virulence ou d’invasion homologues à ceux trouvés chez des pathogènes (Agrobacterium tumefaciens) ou des symbiontes (rhizobiacées) de plantes et d’insectes [34].

Les capacités de survie et d’adaptation des virus dans l’environnement sont probablement favorisées par la stratégie réplicative des virus à ARN qui possèdent un fort taux de mutation en raison de l’absence de système de relecture et de correction des erreurs de réplication efficace [35]). Dans ces conditions, la virulence, le spectre d’hôte, l’extension géographique des virus sont amenés à évoluer sans que l’on sache où, quand, ni comment. Toutefois certains scénarios sont envisageables et doivent permettre l’élaboration de plans d’action et la prise de mesures préventives comme l’optimisation des réseaux de surveillance. Ainsi, le virus du SRAS a passé la barrière qui séparait son réservoir naturel de la population humaine, comme le VIH l’avait fait 20 ans plus tôt. La menace d’une prochaine pandémie de grippe par adaptation à l’homme et transmission interhumaine du virus de la grippe aviaire est une réalité pouvant faire plusieurs millions de victimes et pour laquelle l’OMS demande aux gouvernements de se préparer : une surveillance efficace, des stocks en antiviraux suffisants, peuvent permettre de limiter la pandémie pendant la préparation d’un vaccin efficace.

Les besoins et les perspectives en recherche

La recherche de nouveaux antibiotiques et antiviraux constitue un enjeu majeur dont notre société a pris conscience avec le maintien des maladies infectieuses, l’apparition de souches résistantes aux antibiotiques, et l’émergence de nouveaux agents pathogènes. Dans ce domaine, les stratégies se sont diversifiées au cours de la dernière décennie : criblage de banques métagénomiques d’ADN du sol pour la recherche de nouvelles activités antimicrobiennes [36], recherche de gènes essentiels chez les pathogènes permettant l’identification de cibles potentielles pour un antibiotique spécifique, utilisation de bactériophages spécifiques des pathogènes ou de leurs protéines cibles pour lesquelles des inhibiteurs sont recherchés [37], utilisation de la chimie combinatoire pour générer des banques de petites molécules criblées pour un effet inhibiteur de la croissance ou de la survie de micro-organismes pathogènes sont parmi les approches mises en place. Il est souhaitable que les nouveaux antibiotiques développés soient spécifiques et il est crucial de les utiliser rationnellement, de manière à éviter l’apparition rapide de souches résistantes.

Bien que ce qui concerne les micro-organismes pathogènes ait longtemps été le champ réservé des sciences médicales, les scientifiques s’accordent à reconnaître aujourd’hui que l’émergence, le maintien et la fluctuation de pathogènes dans l’environnement relèvent aussi de l’écologie microbienne et nécessitent d’appréhender le problème de manière différente [38]). À titre d’exemple, certains nouveaux germes responsables d’infections peuvent ne pas être identifiés en raison de notre incapacité à les cultiver. De plus, lorsqu’ils sont dans des conditions environnementales qui leur sont défavorables, certains micro-organismes pathogènes comme Salmonella ou Vibrio entrent dans un état « viable non cultivable » (VNC) caractérisé par le maintien de la paroi et de certaines activités cellulaires [39]). De telles bactéries VNC posent alors le problème de la conservation ou non de leur capacité de virulence [40, 41].

De même, la prise de conscience progressive durant ces deux dernières décennies de l’importance du mode de vie en « biofilm » pour les micro-organismes, avec une coopération des micro-organismes constitutifs, fait que les connaissances sur l’écophysiologie et l’écologie des biofilms formés sur surfaces inertes (Listeria et Legionella) ou biologiques (Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus epidermidis, agents pathogènes fongiques...) sont encore insuffisantes [42]. Ce manque constitue une limite, par exemple dans la lutte contre de nombreux pathogènes, pour lesquels le mode de vie en biofilm ou les propriétés d’adhésion sont étroitement associés à la pathogénicité, et peuvent influencer leur sensibilité aux antibiotiques. L’identification des gènes impliqués dans l’adhésion des micro-organismes [43-45] et la régulation de leur expression [46, 47] est en cours, mais ces mécanismes ne sont pas encore parfaitement élucidés à l’heure actuelle. Enfin, la difficulté de cultiver certains organismes associée aux étroites relations de coopération-dépendances établies entre micro-organismes au sein de biofilms, peut constituer un obstacle à l’établissement de diagnostics pour des nouvelles maladies émergentes.

Pour les agents pathogènes connus, l’augmentation des connaissances concernant la génomique, l’écologie, la physiologie et l’épidémiologie est un pré-requis indispensable à l’optimisation des méthodes de détection et de quantification permettant de mieux comprendre les sources et les voies de contamination.

Actuellement, la diversité des champs thématiques couverts par la communauté des microbiologistes est souvent parcellisée dans différentes structures de recherche. L’étude des micro-organismes ne peut se réaliser que par des collaborations entre les microbiologistes spécialistes de ces différentes thématiques afin de développer des recherches intégratives indispensables pour mieux comprendre les micro-organismes, dont les agents pathogènes (génétique, biologie moléculaire et cellulaire, physiologie, écologie, phytopathologie, sciences vétérinaires, agronomie, médecine, épidémiologie). Cette multidisciplinarité permettra de mieux comprendre les systèmes microbiens du gène aux écosystèmes, et leurs rôles et relations entre l’environnement, le climat, la société humaine, l’agriculture, l’élevage, les biotechnologies. Cela ne peut se faire que par la prise en compte du compartiment microbien en tant que tel, par l’analyse de son fonctionnement cellulaire (organisation et expression des génomes, signalisation, métabolisme), de sa diversité, de sa dynamique spatiale et temporelle et de son rôle dans le fonctionnement des écosystèmes. De telles recherches intégratives devraient permettre de mieux analyser la place et le rôle des systèmes microbiens, et d’obtenir une approche plus complète et plus réaliste du fonctionnement des systèmes microbiologiques et de leur évolution. Cette vision plus intégrée des problèmes devrait aussi permettre plus aisément l’élaboration de scénarios prédictifs à l’aide des outils de la modélisation des risques liés aux contaminations par les micro-organismes transmissibles, ou de la modélisation du fonctionnement des écosystèmes.

Enfin, il est indispensable que la surveillance mondiale des foyers infectieux soit efficace, en particulier pour des scénarios prédictifs établis, et que des plans d’urgence adéquats soient définis dans tous les pays en réponse à ces scénarios dans le cadre de collaborations internationales indispensables.

En conclusion, la situation des maladies infectieuses dans le monde reste inégale. Du fait du déplacement accru des personnes, de l’évolution des micro-organismes et des modifications de l’environnement susceptibles de disperser les pathogènes et d’en générer de nouveaux, la vigilance est nécessaire et nécessite des moyens humains et financiers investis dans la recherche fondamentale comme dans ses applications et en santé publique. Cela implique aussi la formation de jeunes enseignants-chercheurs, chercheurs, ingénieurs et techniciens dans le domaine de la santé et de l’environnement. n

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