Examiner la résistance aux antibiotiques, les bactéries et les virus qui les mangent
Une récente étude soutenue par les projets EPICut et EVOIMMECH, financés par l’UE, a apporté un nouvel éclairage sur le recours aux virus appelés bactériophages pour traiter les infections bactériennes. Les bactériophages, ou simplement phages, sont inoffensifs pour les humains et n’attaquent que les bactéries. Couplés à des antibiotiques, ils s’avèrent plus efficaces pour guérir les infections tout en laissant moins de chances aux bactéries de développer une résistance aux antibiotiques. Toutefois, les bactéries peuvent devenir résistantes aux phages. Publiée dans la revue «Cell Host & Microbe», l’étude fournit des informations précieuses sur la combinaison optimale de la phagothérapie et des antibiotiques. Les bactéries ne sont pas démunies face aux phages. Lorsque les virus infectent les bactéries en pénétrant les molécules situées à la surface de la cellule, elles activent leur système de défense – une famille de séquences d’ADN appelées «complexe associé à de courtes répétitions palindromiques regroupées et régulièrement espacées» (CRISPR). Les séquences CRISPR proviennent de fragments d’ADN de phages ayant déjà infecté la bactérie et sont utilisées pour détecter et détruire l’ADN de phages similaires qui l’infectent ultérieurement. Les bactéries se défendent également en modifiant leur surface cellulaire et en supprimant le récepteur auquel les phages s’attachent généralement. Toutefois, ce processus élimine leur capacité à causer la maladie, ou en atténue les effets.
Tester la réponse bactérienne aux antibiotiques et aux phages
Dans leur étude, les chercheurs soutenus par l’UE ont mené des expériences en laboratoire sur Pseudomonas aeruginosa, une bactérie connue pour provoquer des pneumonies, ainsi que des infections sanguines et autres chez les humains. Malheureusement, dans les soins de santé, les infections par Pseudomonas aeruginosa deviennent de plus en plus difficiles à traiter en raison d’une résistance accrue aux antibiotiques. Les scientifiques ont exposé la bactérie à huit antibiotiques différents et ont observé des variations dans la manière dont elle développait une résistance aux phages, ce qui affecte la virulence des bactéries. Quatre des huit antibiotiques testés ont entraîné une augmentation significative des taux d’immunité basée sur le CRISPR chez les bactéries. Les quatre antibiotiques étaient bactériostatiques, ce qui signifie qu’ils inhibaient le développement cellulaire de la bactérie sans tuer les cellules. Les chercheurs ont montré que l’immunité CRISPR élevée déclenchée par des antibiotiques bactériostatiques résulte d’un développement plus lent des phages à l’intérieur de la cellule bactérienne, laissant davantage de temps à la cellule pour acquérir les séquences d’ADN des phages et organiser une réponse immunitaire. «La résistance aux antibiotiques est un problème de santé publique majeur, et nous devons prendre des mesures rapides et urgentes», fait remarquer l’auteur principal de l’étude, le professeur Edze Westra de l’Université d’Exeter, au Royaume-Uni, partenaire du projet EPICut et hôte du projet EVOIMMECH, dans un article publié sur le site web de l’université. «La phagothérapie pourrait constituer une part importante de la boîte à outils, en réduisant le recours aux antibiotiques et en s’y associant afin d’accroître leur efficacité. Nous avons découvert qu’en modifiant le type d’antibiotiques utilisés en combinaison avec des phages, nous pouvons manipuler la manière dont les bactéries développent la résistance aux phages, améliorant ainsi les chances d’obtenir un traitement efficace. Ces effets devraient être pris en compte lors d’un traitement combinant phages et antibiotiques, étant donné leurs conséquences importantes sur la virulence de l’agent pathogène.» L’étude soutenue par EPICut (Molecular mechanisms, evolutionary impacts and applications of prokaryotic epigenetic-targeted immune systems) et EVOIMMECH (The evolutionary ecology of bacterial immune mechanisms) «fournit des informations essentielles sur les contraintes des systèmes immunitaires CRISPR face aux virus», selon l’auteure principale, la Dre Tatiana Dimitriu, également de l’Université d’Exeter. «Il a récemment été découvert que de nombreux systèmes immunitaires CRISPR-Cas sont liés aux réponses cellulaires des bactéries qui ralentissent ou stoppent leur développement lors de l’infection par un phage, et cela pourrait être important pour que les cellules déclenchent une réponse immunitaire efficace.» Pour plus d’informations, veuillez consulter: projet EPICut projet EVOIMMECH
Mots‑clés
EPICut, EVOIMMECH, phage, bactéries, résistance aux antibiotiques, CRISPR, réponse immunitaire, système immunitaire