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Agriculture, alimentation, santé publique... soyons rationnels

Des virus modifiés peuvent lutter contre l'augmentation des bactéries résistantes à des antibiotiques

16 Avril 2021 , Rédigé par Seppi Publié dans #Santé publique

Des virus modifiés peuvent lutter contre l'augmentation des bactéries résistantes à des antibiotiques

 

Kevin Doxzen*

 

 

Image : bactéries résistantes à des antibiotiques à l'intérieur d'un biofilm, illustration 3D. Le biofilm est une communauté de bactéries dans laquelle elles acquièrent une résistance à des antibiotiques et communiquent entre elles par des molécules de détection du quorum. Shutterstock/Kateryna Kon

 

 

Alors que le monde lutte contre le virus SARS-CoV-2 à l'origine de la pandémie de Covid-19, un autre groupe d'agents pathogènes dangereux se profile à l'horizon. La menace des bactéries résistantes aux antibiotiques s'accroît depuis des années et semble s'aggraver. Si la pandémie de Covid-19 nous a appris une chose, c'est que les gouvernements doivent se préparer à d'autres crises mondiales de santé publique, ce qui implique de trouver de nouveaux moyens de combattre les bactéries indésirables qui deviennent résistantes aux médicaments couramment utilisés.

 

Contrairement à la pandémie actuelle, les virus pourraient être les héros de la prochaine épidémie plutôt que les méchants. Des scientifiques ont montré que les virus pourraient être d'excellentes armes contre les bactéries qui résistent aux antibiotiques.

 

Je suis un expert en biotechnologie et en politique qui cherche à comprendre comment les informations génétiques et biologiques personnelles peuvent améliorer la santé humaine. Chaque personne interagit intimement avec un assortiment unique de virus et de bactéries, et en déchiffrant ces relations complexes, nous pouvons mieux traiter les maladies infectieuses causées par des bactéries résistantes aux antibiotiques.

 

 

Remplacer les antibiotiques par des phages

 

Depuis la découverte de la pénicilline en 1928, les antibiotiques ont bouleversé la médecine moderne. Ces petites molécules combattent les infections bactériennes en tuant les bactéries ou en inhibant leur croissance. Le milieu du XXe siècle a été appelé l'Âge d'Or des antibiotiques, une époque où les scientifiques découvraient des dizaines de nouvelles molécules pour lutter contre de nombreuses maladies.

 

Cette période faste a rapidement été suivie d'un creux dévastateur. Les chercheurs ont constaté que de nombreuses bactéries développaient une résistance à des antibiotiques. Les bactéries présentes dans notre corps apprenaient à échapper à la médecine en évoluant et en mutant au point que les antibiotiques ne fonctionnaient plus.

 

Pour remplacer les antibiotiques, certains chercheurs se tournent vers un ennemi naturel des bactéries : les bactériophages. Ce sont des virus qui infectent les bactéries. Ils sont dix fois plus nombreux que les bactéries et sont considérés comme les organismes les plus abondants de la planète.

 

Les bactériophages, également appelés phages, survivent en infectant les bactéries, en se répliquant et en se détachant de leur hôte, ce qui le détruit.

 

Exploiter la puissance des phages pour combattre les bactéries n'est pas une idée nouvelle. En fait, la première utilisation enregistrée de la « phagothérapie » remonte à plus d'un siècle. En 1919, le microbiologiste français Félix d'Hérelle a utilisé un cocktail de phages pour traiter des enfants souffrant de dysenterie sévère.

 

Les actions de d'Hérelle n'étaient pas un accident. En effet, on lui attribue la codécouverte des phages et il est à l'origine de l'idée d'utiliser les ennemis naturels des bactéries en médecine. Il a ensuite mis fin à des épidémies de choléra en Inde et de peste en Égypte.

 

La thérapie par les phages n'est pas un traitement standard que vous pouvez trouver dans votre hôpital local aujourd'hui. Mais l'intérêt pour les phages s'est accru au cours des dernières années. En particulier, les scientifiques utilisent les nouvelles connaissances sur la relation complexe entre les phages et les bactéries pour améliorer la phagothérapie. En concevant des phages pour mieux cibler et détruire les bactéries, les scientifiques espèrent vaincre la résistance aux antibiotiques.

 

 

Ingénierie des phages

 

Même si vous n'êtes pas biologiste, vous avez peut-être déjà entendu parler d'un type de système immunitaire bactérien : CRISPR, qui signifie « courtes répétitions palindromiques groupées et régulièrement espacées » (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Ce système immunitaire permet aux bactéries de stocker des informations génétiques provenant d'infections virales. Les bactéries utilisent ensuite ces informations pour combattre les futurs envahisseurs, tout comme notre propre système immunitaire peut reconnaître un agent pathogène particulier pour combattre l'infection.

 

Les protéines CRISPR des bactéries localisent et coupent des séquences spécifiques d'ADN ou d'ARN présentes dans les virus. Cette découpe précise fait également des protéines CRISPR des outils efficaces pour modifier les génomes de divers organismes. C'est pourquoi le développement de la technologie d'édition du génome CRISPR a remporté le prix Nobel de chimie en 2020.

 

Les scientifiques espèrent maintenant utiliser les connaissances sur les systèmes CRISPR pour concevoir des phages capables de détruire les bactéries dangereuses.

 

Lorsque le phage modifié localise des bactéries spécifiques, il injecte des protéines CRISPR à l'intérieur des bactéries, coupant et détruisant l'ADN des microbes. Des scientifiques ont trouvé un moyen de transformer la défense en attaque. Les protéines normalement impliquées dans la protection contre les virus sont réorganisées pour cibler et détruire l'ADN de la bactérie. Les scientifiques peuvent cibler spécifiquement l'ADN qui rend la bactérie résistante à des antibiotiques, ce qui rend ce type de phagothérapie extrêmement efficace.

 

La bactérie Clostridioides difficile est une souche bactérienne résistante aux antibiotiques qui tue 29.000 personnes chaque année aux États-Unis. Dans une démonstration de cette technique basée sur CRISPR, les chercheurs ont conçu des phages pour injecter une molécule qui ordonne aux protéines CRISPR de la bactérie de broyer l'ADN de la bactérie comme une déchiqueteuse de papier.

 

CRISPR n'est pas le seul système immunitaire bactérien. Des scientifiques en découvrent d'autres à l'aide d'expériences microbiologiques créatives et d'outils informatiques avancés. Ils ont déjà trouvé des dizaines de milliers de nouveaux microbes et des dizaines de nouveaux systèmes immunitaires. Les scientifiques espèrent trouver d'autres outils qui pourraient les aider à concevoir des phages pour cibler un plus grand nombre de bactéries.

 

 

Au-delà de la science

 

La science ne représente que la moitié de la solution lorsqu'il s'agit de combattre ces microbes. La commercialisation et la réglementation sont importantes pour faire en sorte que cette technologie fasse partie de la boîte à outils de la société pour lutter contre la propagation mondiale des bactéries résistantes aux antibiotiques.

 

De nombreuses entreprises conçoivent des phages ou identifient des phages naturels pour détruire certaines bactéries nuisibles. Des entreprises comme Felix Biotechnology et Cytophage produisent des phages spécialisés dans la destruction des bactéries pour remplacer les antibiotiques dans les domaines de la santé humaine et de l'agriculture. BiomX vise à traiter les infections courantes dans les maladies chroniques comme la mucoviscidose et les maladies inflammatoires de l'intestin en utilisant des cocktails de phages naturels et modifiés. Se projetant à l'échelle mondiale, la société PhagePro utilise des phages pour traiter le choléra. Ces bactéries mortelles touchent principalement les populations d'Afrique et d'Asie.

 

Parallèlement à la commercialisation de la phagothérapie, il est essentiel de mettre en place des politiques qui facilitent l'expérimentation et la réglementation sûres de cette technologie. Pour éviter de reproduire la mauvaise réponse américaine à la Covid-19, je pense que le monde doit investir dans les thérapies par les phages, les concevoir et les tester. Une planification proactive nous aidera à combattre toute bactérie résistante aux antibiotiques susceptible de se propager.

 

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Kevin Doxzen est titulaire d'une bourse postdoctorale Hoffmann à l'Arizona State University.

 

Cet article a été initialement publié sur The Conversation.

 

Source : Engineered viruses can fight the rise of antibiotic-resistant bacteria - Alliance for Science (cornell.edu)

 

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