30 Juin 2016  |  Sécurité
Publié dans Sécurité Environnement 02/2016

Des antibiotiques lourds de conséquences

Largement administrés notamment dans l’élevage, les antibiotiques à base de tétracycline ont une fonction inattendue sur le développement de nombreux organismes. En plus de révéler une importante pollution des sols, cette découverte de l’EPFL met au jour de possibles biais de recherche.

Nul ne prétendra qu’un antibiotique puisse être inoffensif. Une nouvelle étude démontre toutefois que certains d’entre eux ont des effets inattendus sur le développement des organismes. Les chercheurs ont pu constater des effets sensibles, à des concentrations  similaires à ce que l’on retrouve dans nos champs cultivés.
Depuis la découverte de la pénicilline dans la première moitié du XXe siècle, la médecine s’appuie largement sur les effets des antibiotiques contre les bactéries pour traiter certaines infections. Au cours des dernières décennies, de nouvelles générations de médicaments basés sur des molécules particulières, les tétracyclines, ont été largement répandus. Ils fonctionnent sur l’expression de certains gènes bactériens qu’ils peuvent atténuer, stimuler ou éteindre. Cette capacité à agir directement au niveau de l’expression des gènes a également incité beaucoup de scientifiques à y recourir pour la recherche.
 
Des mitochondries en manque d’air
Mais une étude de l’EPFL, publiée dans Cell Reports, appelle à davantage de prudence dans l’usage de cette famille d’antibiotiques. Les chercheurs, emmenés par Norman Moullan et Laurent Mouchiroud, ont en effet pu constater que ces molécules avaient une conséquence importante sur les mitochondries, les «usines énergétiques» des cellules. Les recherches ont été menées au sein du Laboratoire de physiologie intégrative et systémique (chaire Nestlé en métabolisme énergétique) de l’EPFL, dirigé par Johan Auwerx.
«Ce n’est pas si étonnant quand on se rappelle que les mitochondries sont, historiquement, des bactéries qui ont évolué dans nos cellules», souligne Laurent Mouchiroud. «Beaucoup d’attention a été portée sur le rôle des antibiotiques sur notre flore intestinale, qui compte dix fois plus de cellules que tout le reste de notre corps. Toutefois, les effets des antibiotiques sur le fonctionnement de nos mitochondries, elles-mêmes encore plus nombreuses que les bactéries de notre flore intestinale, n’avaient pas été étudiés dans le détail jusqu’ici», poursuit-il.
En collaboration avec deux autres équipes de recherche, suisse (Bart DePlancke) et néerlandaise (Riekelt Houtkooper), les chercheurs lausannois ont à la fois analysé sous cet angle des données de précédentes études, et procédé à de nouvelles expérimentations sur des cellules animales et végétales.
 
Développement retardé
Les effets sont spectaculaires. «Après quelques jours de traitement avec de fortes doses de doxycycline, la respiration mitochondriale était visiblement altérée», explique Norman Moullan. Plus étonnant encore: ces conséquences peuvent s’observer tout au long de la chaîne du vivant, des mammifères aux mouches et des vers nématodes aux plantes. «Le développement des vers s’en voyait entravé. En revanche, ils accusaient moins vite des signes de vieillissement, comme l’avaient déjà montré nos précédentes recherches», poursuit-il.
Les chercheurs ont également mené des tests de croissance sur un végétal bien connu et fréquemment utilisé en laboratoire, Arabidopsis thaliana. Après sept jours de croissance sur un substrat normal, les plantes ont été transférées dans des terreaux comportant diverses concentrations de doxycycline. «Des retards de croissance parfois importants ont été constatés après quelques jours, y compris dans des sols dont la concentration en antibiotiques n’est pas plus forte que ce qu’on trouve aujourd’hui dans certains champs», affirme Norman Moullan.
 
Du fourrage aux champs
Cause de cette pollution ignorée et dont on pourra tout juste commencer à mesurer les conséquences, le fait que l’on administre largement ces antibiotiques au bétail d’élevage. «Comme on les lui donne par voie orale, avec le fourrage, ils ne sont que faiblement assimilés et se retrouvent dans les fumiers, puis dans les champs», déclare Laurent Mouchiroud.
Les quantités en causes sont impressionnantes, et les enjeux économiques énormes. En 2011, 5,6 millions de kilos de tétracyclines ont été donnés au bétail américain. Une étude a montré que près de la moitié des 210 millions de kilos d’antibiotiques produits en Chine en 2007 sont des tétracyclines à usage vétérinaire. «Les effets sur la croissance d’autres plantes, que A. thaliana, n’ont pas encore été étudiés, mais nos travaux doivent inciter à la plus grande prudence», estime Norman Moullan.
Les chercheurs appellent aussi à davantage de discernement de la part de leurs collègues scientifiques lorsqu’ils utilisent des antibiotiques pour moduler l’expression des gènes. «On observe l’effet que l’on recherche, mais on perd de vue que ces substances ont des conséquences importantes sur l’ensemble des fonctions métaboliques», conclut Laurent Mouchiroud.
 
EPFL
Laurent Mouchiroud
Tél.: 021 693 09 54
laurent.mouchiroud@epfl.ch
Norman Moullan
Tél.: 021 693 96 73
norman.moullan@epfl.ch
Johan Auwerx


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