Les fourmis fabriquent leur propre antibiotique pour traiter les plaies infectées

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Même si les humains pensent que nous sommes les seuls à créer des antibiotiques, il existe une espèce de fourmi qui en sécrète un particulièrement puissant – aucun laboratoire pharmaceutique n’est nécessaire.

Les fourmis Matabele (Analyste Megaponera) de l'Afrique subsaharienne se nourrissent uniquement de termites. Malheureusement, les féroces mandibules des soldats termites provoquent des blessures qui, si elles sont infectées, peuvent devenir mortelles. Les fourmis de retour au nid se précipitent vers les blessés et peuvent déterminer quelles blessures sont infectées. Ils sécrètent alors un antibiotique à leur intention.

Une équipe internationale de chercheurs a observé ces fourmis de près et analysé leur sécrétion d'antibiotiques. Ils ont découvert que cela pouvait réduire la mortalité d'environ 90 pour cent chez les fourmis blessées et que les fourmis pouvaient identifier les changements chimiques résultant de plaies infectées, en concentrant le traitement sur celles qui en avaient le plus besoin.

Risque d'infection

Pour voir comment les fourmis Matabele effectuent leur traitement, les chercheurs ont blessé expérimentalement deux groupes de fourmis ouvrières, exposant un groupe à la terre tandis que l'autre groupe était stérilisé avec une solution saline.

Il n’a fallu que deux heures aux fourmis blessées exposées au sol pour présenter des charges bactériennes thoraciques 10 fois supérieures à celles des fourmis stériles. Ils sont devenus cent fois plus élevés après 11 heures. Une analyse du microbiome de fourmis infectées a révélé des populations croissantes de bactéries pathogènes, notamment Pseudomonas aeruginosa, qui peut provoquer une pneumonie et une méningite chez l'homme.

Les fourmis stériles et infectées ont ensuite été soit maintenues en isolement (les insectes stériles et infectés étant isolés séparément), soit renvoyées dans leur colonie (ensemble). La colonie a ensuite été filmée pendant 24 heures.

Au cours de la période d'observation, les scientifiques ont vu des travailleurs indemnes utiliser leurs pièces buccales pour nettoyer la plaie. Ils appliquaient ensuite une sécrétion de la glande métapleurale à l’arrière de leur thorax. Pour ce faire, soit ils utilisaient leurs pattes pour recueillir la sécrétion de leur propre glande métapleurale, la transférant dans leurs pièces buccales avant de l'appliquer sur la plaie, soit ils la prélevaient directement de la glande de la fourmi blessée avec leurs pièces buccales et l'appliquaient sur la plaie. blesser. Bien que ce comportement ait déjà été documenté chez les fourmis, ce qui a le plus surpris l’équipe de recherche, c’est que les fourmis Matabele peuvent diagnostiquer les infections.

« Remarquablement, les travailleurs ont pu faire la distinction entre les fourmis infectées et stériles », ont-ils déclaré dans une étude récemment publiée dans Nature Communications. « [Metapleural gland] les sécrétions se déposaient beaucoup plus souvent sur les plaies des fourmis infectées que sur celles des fourmis stériles entre 10 et 12 heures après l’infection.

Littéralement la vie ou la mort

Mais comment les fourmis Matabele peuvent-elles savoir qu’une plaie est infectée ? Ils ont d’abord été vus en train de traiter toutes les plaies, ce que les chercheurs pensaient être pour prévenir l’infection, mais plus tard, ils ont pu détecter un changement chimique dans les plaies infectées.

On sait déjà que les fourmis communiquent grâce à des hydrocarbures cuticulaires, qui sont des phéromones utilisées pour marquer les membres de la colonie en fonction de leur rôle et/ou pour se reconnaître en dehors du nid. Les patients stériles et infectés présentaient des profils de phéromones similaires jusqu’à environ 11 heures après la blessure. Après cela, le profil des phéromones des fourmis infectées a radicalement changé, ce qui suggère qu’elles utilisaient la signalisation des phéromones pour indiquer une infection.

Les chercheurs ont découvert que 18 gènes liés aux phéromones étaient actifs différemment chez les fourmis infectées par rapport aux fourmis stériles 11 heures après l'exposition à des bactéries pathogènes. Puisqu’il faut un certain temps pour que ces changements dans l’activité des gènes produisent des niveaux modifiés de phéromones, cela explique pourquoi la réponse à l’infection est quelque peu retardée.

Alors que des études antérieures avaient montré que les sécrétions des glandes métapleurales avaient des propriétés antimicrobiennes chez d’autres espèces de fourmis, elles se sont révélées particulièrement efficaces chez les fourmis Matabele. Cette substance est composée de plus d’une centaine de composés, dont beaucoup ont des propriétés antibiotiques.

Les tests de bactéries pathogènes dans les plaies après traitement ont montré que la sécrétion était réduite Pseudomonas croissance de plus de 25 pour cent. C'est impressionnant, car Pseudomonas est tristement célèbre pour avoir développé à plusieurs reprises une résistance aux antibiotiques.

Quelque chose dérivé de cet antibiotique pourrait-il un jour être appliqué aux humains ? Peut être.

« Le traitement ciblé avec des composés antimicrobiens s'est avéré extrêmement efficace pour prévenir les infections bactériennes mortelles en [Pseudomonas]», » ont déclaré les chercheurs dans la même étude. « Cela pourrait potentiellement conduire à de nouveaux composés médicaux prometteurs pour guérir les infections dans les sociétés humaines.

Au contraire, moins de gens risquent d’écraser une fourmi avec leur chaussure après avoir su que ces insectes souvent aggravants pourraient un jour nous sauver la vie.

Communications naturelles, 2023. DOI : 10.1038/s41467-023-43885-w

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