Une étude publiée dans la revue Microbiome décrit la méthode ARG-PASS, un outil capable de détecter des gènes de résistance aux antibiotiques (ARGs) jusqu'alors inconnus dans le microbiome humain, en se basant sur des caractéristiques conservées de la séquence et de la structure des protéines.
Le problème de la résistance aux antimicrobiens (RAM) demeure l'une des principales menaces pour la santé publique. Le microbiome humain constitue un vaste réservoir de ces gènes, mais beaucoup sont difficiles à identifier par les méthodes traditionnelles en raison de leur faible homologie avec les ARGs déjà connus. Les auteurs se sont concentrés sur les régions protéiques fonctionnellement importantes où les caractéristiques structurales clés sont conservées.
L'outil ARG-PASS utilise une méthode de machines à vecteurs de support à une classe, s'entraînant sur des distributions appariées de structures primaire et tertiaire dans les régions conservées des protéines codées par les ARGs. Il a été appliqué à six souches de référence du Human Microbiome Project, et neuf candidats ont été sélectionnés pour une validation expérimentale. Les neuf gènes, exprimés chez E. coli, ont tous confirmé leur activité fonctionnelle et ont été classés dans les catégories APH, dfr, bêta-lactamases de classes B et C, ainsi que les protéines de liaison à la pénicilline.
De plus, la méthode a été appliquée directement à la base de données de structures AlphaFold. C'est ainsi que le gène phnP, appartenant au type des métallo-bêta-lactamases, a été identifié. Ce gène présente une faible homologie avec les bêta-lactamases connues, mais manifeste une activité de résistance à l'ampicilline dépendante de l'environnement. Parmi tous les gènes testés, 80 % confèrent une résistance au-delà des seuils du CLSI, les autres étant classés comme « pré-résistants » – ils possèdent une activité, mais la concentration minimale inhibitrice n'atteint pas encore un niveau cliniquement significatif.
Les chercheurs soulignent que les gènes pré-résistants sont plus susceptibles d'évoluer ultérieurement en déterminants de résistance pleinement cliniquement significatifs. ARG-PASS permet ainsi d'identifier des ARGs uniques qui échappent aux méthodes basées uniquement sur l'homologie des séquences.
Selon les auteurs, cette approche améliore la précision de la surveillance de la résistance et peut contribuer à une utilisation plus éclairée des antibiotiques. La méthode intègre des informations sur la séquence et la structure, ouvrant l'accès à des éléments du microbiome jusqu'alors cachés.
