À Jouy-en-Josas, des chercheurs de l’institut Micalis ont observé un changement surprenant chez le staphylocoque doré : cultivée dans du lait, une même souche supporte bien mieux certaines agressions que lorsqu’elle pousse dans du sérum sanguin. Sans qu’une nouvelle mutation soit nécessaire, la bactérie modifie ses défenses selon son environnement. Publiés le 1er octobre dans Communications Biology, ces résultats éclairent une cause possible des difficultés de traitement de certaines infections.
Le staphylocoque doré provoque notamment des mammites chez les vaches laitières et des mastites chez les femmes allaitantes, deux infections de la glande mammaire. Chez les bovins, la bactérie peut persister malgré les antibiotiques, en se cachant dans les cellules ou en formant des communautés protectrices appelées biofilms. L’équipe internationale a étudié une autre source possible de cette ténacité : les propriétés du lait lui-même.
Le lait transforme l’armure de la bactérie
Les chercheurs ont comparé une même souche cultivée dans du lait de vache, du sérum bovin et un milieu de laboratoire classique. Le lait et le sérum fournissent tous deux des lipides que le staphylocoque récupère pour fabriquer sa membrane. Mais la bactérie ne réagit pas de la même façon dans les deux milieux.
Dans le lait, la membrane devient plus rigide et l’enveloppe bactérienne s’épaissit : 39,4 nanomètres en moyenne, contre 22 à 29 nanomètres dans les autres milieux.
La bactérie produit aussi davantage de staphyloxanthine, le pigment doré qui lui donne son nom. Ce pigment la protège du stress oxydant, l’une des armes utilisées par le système immunitaire pour combattre les microbes. Les matières grasses du lait stimulent sa fabrication.
L’effet est spectaculaire dans une expérience précise : exposées à de l’oxygène singulet, une forme très réactive de l’oxygène générée expérimentalement, les bactéries cultivées dans le lait présentent une survie environ 10 000 fois supérieure à celles cultivées dans le sérum. Lorsqu’ils empêchent génétiquement la production du pigment, les chercheurs font disparaître une grande partie de cet avantage.
Une moindre sensibilité aux antibiotiques
Cette protection s’accompagne d’une moindre sensibilité à la ciprofloxacine et à la vancomycine, deux antibiotiques, ainsi qu’à la nisine, une substance antibactérienne. Plusieurs mécanismes pourraient intervenir : l’enveloppe épaissie, la rigidité membranaire ou la protection contre les agressions oxydantes. Leur contribution respective reste à établir.
Ce résultat distingue deux phénomènes souvent confondus. Une bactérie peut devenir génétiquement résistante à un antibiotique. Elle peut aussi, sans changer ses gènes, mieux supporter son action grâce aux conditions dans lesquelles elle se développe.
L’équipe a également constaté que les bactéries issues du lait tuaient plus rapidement des larves d’insectes utilisées comme modèle d’infection. Cet avantage diminuait après 48 heures. Ces expériences ne démontrent pas encore que les mêmes effets aggravent une mammite ou compromettent son traitement chez un mammifère.
À Jouy-en-Josas, une piste poursuivie depuis plusieurs années
L’utilisation des lipides de l’hôte par le staphylocoque était déjà étudiée à Micalis. En 2019, des travaux impliquant notamment Alexandra Gruss avaient montré comment ce mécanisme lui permettait de contourner certains antibiotiques expérimentaux. En 2021, une association de molécules avait permis de bloquer cette adaptation en laboratoire.
Avec Vincent Léguillier, Jasmina Vidic et leurs collègues, la nouvelle étude relie cette capacité à des modifications physiques, à une défense accrue contre le stress oxydant et à une moindre sensibilité à plusieurs antimicrobiens.
Au sein de Micalis, laboratoire associant INRAE, AgroParisTech et l’université Paris-Saclay, les chercheurs explorent des bithérapies combinant un antibiotique et une molécule capable de bloquer l’utilisation des lipides par la bactérie. À Jouy-en-Josas, il reste à démontrer si cette stratégie peut réellement améliorer le traitement des mammites.