Y a-t-il des risques liés à la consommation de produits frais contenant des bactéries transgéniques ?

Yvonne DUVAL-IFLAH
INRA Jouy-en-Josas

Les bactéries échangent naturellement du matériel génétique. Dans le tube digestif, ces échanges sont fréquents dans la flore implantée chez l’individu. En revanche, ils sont plus rares avec les bactéries ingérées. Dans tous les cas, les bactéries qui reçoivent un gène de résistance aux antibiotiques ne s’implantent qu’en présence d’une forte sélection, comme une antibiothérapie. Dans les conditions actuelles, la dissémination de gènes recombinés dans la flore digestive est un phénomène rare sinon inexistant mais on ne peut pas exclure la probabilité de voir surgir des conditions favorables.

Les bactéries, appelées aussi microbes ou micro-organismes, car visibles uniquement à l’aide d’un microscope, sont des organismes monocellulaires qui se multiplient par division de telle sorte que chaque cellule donne naissance à deux cellules identiques . Chaque bactérie contient du matériel génétique, l’ADN, qui est présent essentiellement sur un chromosome. Cependant le chromosome est rarement le seul support de l’information génétique chez les bactéries puisqu’elles contiennent d’autres molécules que nous définirons plus loin, tels que les plasmides, les transposons et les virus bactériens qu’on appelle bactériophages ou phages.

Le matériel génétique des bactéries est en perpétuel évolution. Cette évolution a lieu au sein d’une même bactérie où on constate des réarrangements du matériel génétique. Ces réarrangements se produisent lors de la division bactérienne . Leurs causes sont multiples : délétions (élimination de segments d’ADN) ; duplications (segments d’ADN recopiés en plusieurs exemplaires) ; inversions (changement de sens). Cette évolution est aussi la conséquence d’échanges de matériel génétique entre bactéries différentes. Grâce à ces échanges du matériel génétique nouveau est introduit dans les bactéries hôtes qui acquièrent ainsi des propriétés nouvelles.

Par quelles voies se font ces échanges ?

Le monde bactérien empreinte des voies multiples et variées pour échanger du matériel génétique. Chacun de ces moyens est plus adapté à certaines catégories de bactéries ou à certains environnements dans lesquels les bactéries se nichent habituellement.

La transformation

C’est le procédé par lequel des segments d’ADN libres passent dans des cellules bactériennes dites compétentes. Cet ADN s’insère dans le chromosome de la cellule réceptrice pour être exprimé. Ce mode de transfert est rencontré plus fréquemment chez les bactéries du sol pour la simple raison que les molécules d’ADN libres sont peu dégradées et conservent plus longtemps leur pouvoir transformant dans cet environnement.

La conjugaison

Ce phénomène de transfert fait appel à un accouplement entre une bactérie donatrice dite mâle et une bactérie réceptrice dite femelle. Les bactéries mâles contiennent un facteur de fertilité qui est transféré à la bactérie réceptrice qui devient à son tour bactérie mâle, on dit qu’elle est masculinisée. Ce facteur de fertilité peut également mobiliser le chromosome de la bactérie donatrice vers la bactérie réceptrice.

Le transfert de plasmides

Les plasmides sont des mini chromosomes qui se multiplient de façon autonome dans la bactérie. Ils peuvent se transférer d’une bactérie donatrice à une réceptrice et sont alors définis comme plasmides conjugatifs. Ce moyen de transfert est aussi appelé conjugaison. On pense que les plasmides sont des chromosomes facultatifs, car la bactérie n’en a pas besoin pour assurer sa multiplication dans des conditions naturelles de croissance. Mais ils jouent un rôle essentiel dans l’adaptation et la survie des bactéries hôtes dans des environnements hostiles. L’exemple le plus caractéristique est celui des plasmides de résistance aux antibiotiques. La présence de ces plasmides confèrent aux bactéries un avantage sélective et une aptitude à survivre aux traitements aux antibiotiques.

La transposition

Certains segments d’ADN qui font partie du matériel génétique de la bactérie ont la capacité de se déplacer le long du chromosome bactérien ou du plasmide. Ces éléments mobiles sont appelés transposons. Ils sont capables de se mouvoir du chromosome vers le plasmide et du plasmide vers le chromosome dans la même cellule. Ils peuvent se transformer en éléments conjugatifs qui se transfèrent d’une bactérie à une autre comme un plasmide. Les transposons jouent un rôle très important dans l’évolution génétique du monde bactérien. Ils sont responsables de multiples réarrangements du matériel génétique chez la bactérie qui les héberge et chez les bactéries qui les reçoivent lors de transpositions conjugatives. Comme les plasmides ils sont souvent porteurs de gènes de résistance aux antibiotiques et contribuent à la dissémination de ces gènes dans l’environnement.

La conjugaison et la transposition sont les voies de transferts les plus répandues dans les environnements riches en micro-organismes, car il nécessitent des contacts étroits entre les protagonistes pour se réaliser. On les observe tout particulièrement dans les boues activées des stations d’épuration, dans les sédiments et dans le tractus digestif comme nous le verrons plus loin.

La transduction

C’est le transfert de matériel génétique d’une bactérie à une autre par l’intermédiaire de bactériophages. Les bactériophages sont constitués d’une molécule de matériel génétique protégée par une coque. Ils infectent des bactéries de façon très spécifique et peuvent dans certaines circonstances modifier le patrimoine héréditaire de la bactérie qu’ils infectent. Ils sont aussi le véhicule de matériel génétique qu’ils transportent d’une bactérie à une autre : ces phages injectent dans la bactérie infectée soit leur propre matériel soit du matériel génétique de la bactérie dans laquelle ils se sont multipliés. Ces molécules s’insèrent dans le chromosome bactérien et deviennent partie intégrante du patrimoine génétique de la bactérie infectée. Comme ces molécules véhiculées peuvent être de grandes tailles la transduction constitue un moyen de faire exprimer par les bactéries des gènes de fabrication de substances variées telles que des protéines, des hormones etc.

Transferts de matériel génétique

La question des transferts de matériel génétique au sein de la flore microbienne du tube digestif doit être abordée de deux façons :

– les échanges génétiques spontanés dans la flore d’un individu ;

– les transferts par les bactéries vivantes ingérées.

Le tube digestif de l’homme et de l’animal est colonisé en permanence par un grand nombre de micro-organismes. Chez l’homme, cette population est d’environ cent mille milliards de bactéries. Les genres bactériens présents ne se retrouvent pas tous à la même densité, au même niveau de population. Ainsi, certaines bactéries s’établissent à des niveaux allant de 1 à 100 milliards par gramme de matières fécales. elles sont alors classées dans la flore dominante. D’autres sont 100 à 1000 fois moins nombreuses que les précédentes et sont classées dans la flore sous-dominante.

On sait que la plupart des bactéries qui colonisent le tube digestif sont porteuses de plasmides, de bactériophages et de transposons. On peut s’attendre à ce que des échanges spontanés entre ces bactéries soient fréquents. En effet le tube digestif semble être un des microcosmes le plus favorable pour le transfert de gènes par conjugaison et transposition grâce à son énorme densité bactérienne qui favorise les contacts intimes nécessaires à ces modes de transfert.