Les eaux usées pourraient devenir un système d'alerte précoce pour la résistance aux antibiotiques

La surveillance des eaux usées pourrait être utilisée pour la détection précoce et le suivi de la propagation de la résistance antimicrobienne, l'une des principales menaces mondiales pour la santé, selon une analyse scientifique présentée par la Direction Générale Environnement de la Commission Européenne. La méthode permet d'identifier les gènes qui confèrent aux bactéries une résistance aux antibiotiques dans des échantillons d'eaux usées et pourrait indiquer où apparaissent des foyers locaux, comment la résistance circule entre les communautés et quels facteurs sanitaires, sociaux et environnementaux favorisent sa propagation.

En résumé, la surveillance des eaux usées, utilisée à grande échelle pour le suivi du COVID-19, pourrait être étendue à la détection des gènes associés à la résistance antimicrobienne et à l'identification rapide des zones à haut risque. L'analyse montre des liens entre l'abondance et la diversité de ces gènes et des facteurs tels que l'infrastructure d'égouts, l'accès à l'eau potable, la pollution par les antibiotiques et les conditions socioéconomiques et sanitaires. Le système peut être appliqué à partir du niveau d'un seul bâtiment jusqu'à des villes entières et peut surveiller des sources telles que des hôpitaux, des fermes, des usines pharmaceutiques et des réseaux municipaux d'égouts. La mise en œuvre à grande échelle nécessite un séquençage génétique avancé, un échantillonnage standardisé, une analyse comparable entre régions et des règles claires concernant la confidentialité et l'échange de données. La recherche recommande d'intégrer la surveillance des eaux usées dans l'approche One Health, qui traite de la santé des personnes, des animaux et des écosystèmes dans un cadre unique et est déjà l'une des directions de l'UE pour lutter contre la résistance antimicrobienne.

La résistance antimicrobienne se produit lorsque les microorganismes ne répondent plus efficacement aux médicaments utilisés contre eux. Dans le cas des bactéries, cela peut rendre les antibiotiques moins efficaces ou inutilisables, transformant des infections traitables en problèmes médicaux beaucoup plus difficiles à contrôler. L'analyse présentée par la Commission indique une estimation selon laquelle la résistance antimicrobienne pourrait être associée à environ 1,91 million de décès par an dans le monde d'ici 2050.

L'une des principales difficultés dans la lutte contre ce phénomène est que l'apparition et la propagation de la résistance ne se produisent pas exclusivement dans les hôpitaux. Les bactéries et les gènes de résistance circulent entre les humains, les animaux et l'environnement par le biais de l'eau, des aliments, des fermes, des déchets, des égouts et diverses activités économiques, ce qui rend difficile l'observation du phénomène par des systèmes de surveillance médicale concentrés uniquement sur les patients.

La surveillance basée sur les eaux usées offre une possibilité d'observer une plus grande partie de ce circuit. Les échantillons collectés dans les égouts contiennent du matériel biologique provenant d'un grand nombre de personnes et de différentes sources, et l'analyse génétique peut détecter les gènes qui permettent aux microorganismes de résister à certains antibiotiques.

La méthode est devenue connue du public pendant la pandémie de COVID-19, lorsque l'analyse des eaux usées a été utilisée pour détecter la circulation du virus dans les communautés avant que tous les cas ne soient diagnostiqués individuellement. La recherche analysée maintenant soutient que la même infrastructure et expérience peuvent être adaptées à la résistance antimicrobienne, bien que le problème génétique soit plus complexe que le suivi d'un seul virus.

Au lieu de détecter un agent pathogène précis, la surveillance de la résistance antimicrobienne implique l'identification d'un très grand nombre de gènes et des combinaisons dans lesquelles ils apparaissent. Les gènes de résistance aux antibiotiques peuvent circuler entre différents microorganismes et peuvent passer à de nouveaux hôtes génétiques, ce qui complique l'évaluation du risque et l'interprétation des résultats.

L'analyse citée par la DG Environnement identifie 49 gènes de résistance qui ont été détectés de manière répétée dans différents milieux et dans des régions géographiques distinctes. Leur large présence suggère à la fois la possibilité d'une circulation locale persistante et la capacité de propagation à l'international.

La distribution de ces gènes n'est pas uniforme. Les études analysées montrent des associations fortes entre la quantité et la diversité des gènes de résistance et les conditions socioéconomiques, sanitaires et environnementales des communautés. L'infrastructure d'égouts, l'accès à l'eau potable, la qualité des services médicaux et le niveau de pollution par les antibiotiques peuvent influencer le profil de résistance identifié dans les eaux usées.

La surveillance pourrait ainsi devenir plus qu'un outil pour mesurer un problème existant. L'utilisation répétée et standardisée des échantillons pourrait permettre d'identifier les changements dans le temps et de détecter l'apparition de nouveaux gènes ou la croissance rapide de formes de résistance déjà connues.

Un tel signal pourrait être utilisé pour des interventions locales. Dans une région où une concentration anormalement élevée d'une certaine forme de résistance est identifiée, les autorités sanitaires pourraient enquêter sur la source, et l'information pourrait contribuer aux décisions concernant la prescription d'antibiotiques ou aux mesures pour limiter la propagation.

La surveillance peut être réalisée à des échelles très différentes. Un échantillon peut représenter un seul bâtiment, un hôpital, une ferme, une installation industrielle, un quartier ou une ville entière, en fonction du point dans le réseau d'égouts où il est collecté.

Cette flexibilité permet également de différencier les sources. Les eaux usées provenant d'un hôpital peuvent refléter l'utilisation intensive des antibiotiques et la circulation de microorganismes résistants associés à l'environnement médical, tandis que les échantillons provenant de fermes peuvent montrer d'autres profils génétiques, influencés par l'utilisation d'antimicrobiens en médecine vétérinaire.

Les installations pharmaceutiques représentent une autre source possible. Le rejet d'antibiotiques ou de leurs résidus dans l'eau peut créer une pression de sélection sur les microorganismes de l'environnement et favoriser le développement et le maintien de la résistance, ce qui rend la surveillance de la pollution pertinente pour le même problème de santé.

Ce lien explique pourquoi la résistance antimicrobienne est traitée dans l'approche One Health. Le concept part du principe que la santé des personnes, des animaux et des écosystèmes ne peut être gérée séparément lorsque les mêmes agents biologiques et les mêmes pressions environnementales circulent entre ces domaines.

Pour l'UE, One Health représente le cadre dans lequel les politiques de santé publique, de médecine vétérinaire, d'agriculture et de protection de l'environnement peuvent être coordonnées. La surveillance des eaux usées permettrait de connecter ces domaines par un ensemble commun de données sur la manière dont la résistance se déplace entre les sources et les communautés.

L'analyse considère la méthode particulièrement pertinente dans les régions avec une infrastructure sanitaire insuffisante, des niveaux élevés de pollution par les antibiotiques et un accès limité aux services médicaux. C'est précisément dans ces régions que la mise en œuvre est la plus difficile, car le manque de réseaux d'égouts centralisés rend la collecte d'échantillons représentatifs beaucoup plus compliquée.

Cette contradiction peut accentuer les disparités mondiales dans la surveillance de la résistance antimicrobienne. Les communautés avec les plus grands risques d'exposition peuvent en même temps être celles pour lesquelles il existe le moins de données et la plus faible capacité technique de surveillance.

Le problème a également une dimension de justice environnementale. Les populations sans accès adéquat aux égouts et à l'eau potable sont plus exposées au contact avec de l'eau contaminée qui peut contenir des bactéries et des gènes de résistance, et beaucoup de ces mêmes communautés sont plus vulnérables aux inondations, aux températures extrêmes et à d'autres effets du changement climatique.

De tels événements peuvent modifier la circulation des microorganismes. Les inondations peuvent mélanger les eaux usées avec les sources d'eau et l'environnement habité, tandis que des températures élevées peuvent influencer la survie des microorganismes et les échanges génétiques, compliquant encore plus le contrôle de la résistance.

Transformer la surveillance des eaux usées en un système opérationnel nécessite cependant plus que la collecte périodique d'échantillons. L'analyse génétique doit identifier les gènes de résistance, les agents pathogènes prioritaires et la diversité génétique présente dans chaque échantillon, et les résultats doivent être comparés avec des données d'autres régions et avec des informations médicales, agricoles et environnementales.

Un obstacle technique important est d'établir quel microorganisme héberge un certain gène de résistance. La détection d'un gène dans les eaux usées ne montre pas automatiquement quelle espèce bactérienne le porte ou quelle est la probabilité qu'elle provoque une infection humaine, ce qui limite la précision de l'évaluation du risque.

La standardisation est un autre problème. Les résultats obtenus de deux villes ne peuvent pas être comparés de manière fiable si les échantillons sont collectés de manière différente, utilisent des technologies de séquençage différentes ou sont analysés par des méthodes incompatibles.

L'auteur de l'étude recommande, pour cette raison, des normes internationales communes pour l'échantillonnage, le traitement du matériel biologique, le séquençage génétique et l'interprétation des données. Un système global nécessiterait également des investissements à long terme, car la surveillance doit être maintenue suffisamment longtemps pour que les évolutions et les modifications génétiques puissent être observées.

Des problèmes concernant la protection des données apparaissent également. Un échantillon provenant d'un grand système municipal représente une population suffisamment large pour que l'identification individuelle soit difficile, mais les échantillons provenant de bâtiments ou de communautés très petites peuvent contenir des informations qui, dans certaines conditions, permettent de déduire des données sensibles.

La recherche recommande l'élaboration de règles concernant la confidentialité, le consentement, la gestion des données et la manière dont les résultats sont communiqués au public. Ces normes sont nécessaires pour éviter des situations où la surveillance d'un hôpital, d'une communauté ou d'une région produit de la stigmatisation ou permet l'identification indirecte de certaines personnes.

Les données génétiques doivent également être transformées en informations utilisables par les autorités. La détection de milliers de séquences ne produit pas automatiquement une décision de santé publique, et l'analyse souligne le besoin de systèmes qui combinent des données environnementales avec des informations cliniques, agricoles et pharmaceutiques.

Un tel système pourrait permettre d'identifier le lien entre une augmentation d'un certain gène de résistance dans les égouts et les modifications dans la prescription d'antibiotiques, l'activité d'un hôpital, les pratiques agricoles ou la pollution provenant d'une installation industrielle.

Les priorités proposées incluent un financement dédié à la surveillance, des programmes pilotes dans des régions à ressources limitées, des normes internationales pour la méthodologie et des investissements dans des technologies qui rendent l'analyse génétique plus accessible et plus facile à appliquer dans différentes infrastructures d'égouts.

L'objectif final est que la surveillance puisse fonctionner comme un système d'alerte précoce. L'identification d'un nouveau gène dans une région ou l'observation de son transfert à d'autres microorganismes pourrait permettre des interventions avant que cette forme de résistance ne devienne fréquente dans les infections humaines.

L'analyse ne prétend pas que la surveillance des eaux usées peut remplacer les tests cliniques, la surveillance des hôpitaux ou le contrôle de l'utilisation des antibiotiques. Elle propose d'intégrer la méthode dans un système plus large, dans lequel les informations environnementales complètent les données provenant des humains et des animaux.

Les résultats présentés par la DG Environnement proviennent d'un article de perspective et d'une analyse de la littérature scientifique réalisée par le chercheur José Luis Balcázar. Le matériel ne représente pas une nouvelle politique adoptée par la Commission Européenne et n'annonce pas la création d'un système européen obligatoire de surveillance des eaux usées pour la résistance antimicrobienne.

La Commission précise également que le matériel résume une seule étude et que les opinions et conclusions de la recherche indépendante ne représentent pas nécessairement la position institutionnelle de la Commission Européenne. D'autres études peuvent arriver à des conclusions différentes.

La résistance antimicrobienne réduit l'efficacité des antibiotiques et d'autres médicaments utilisés contre les microorganismes et est l'une des priorités européennes dans le domaine de One Health. L'approche vise à coordonner la santé humaine et vétérinaire avec l'agriculture et la protection des écosystèmes, car l'utilisation et la propagation des antimicrobiens ne peuvent être limitées à un seul secteur.

La surveillance des eaux usées a été fortement étendue pendant la pandémie de COVID-19, lorsque l'analyse des égouts a permis d'identifier les tendances de circulation du virus au niveau des communautés. La recherche présentée maintenant propose d'utiliser la même logique pour les gènes de résistance aux antibiotiques, mais avec des outils génétiques et analytiques plus complexes.