Une approche fondée sur l’évolution sociale pour lutter contre les infections bactériennes
La manière dont différentes espèces coopèrent pour survivre est depuis longtemps un sujet de prédilection pour les biologistes de l’évolution. Les suricates, par exemple, se relaient pour surveiller les prédateurs et s’occuper de la progéniture des autres. «Accomplir un acte de coopération est une proposition coût/bénéfice», explique Ashleigh Griffin, coordinatrice du projet SESE à l’Université d’Oxford au Royaume-Uni. «Dans le monde animal, nous pouvons comprendre pourquoi un organisme peut accomplir un acte qui ne lui profite pas directement. Il est cependant beaucoup plus difficile de concevoir que des bactéries puissent se comporter de la sorte.» Néanmoins, un tel comportement coopératif existe au niveau moléculaire, il est simplement plus difficile à étudier. Par exemple, les bactéries résistent aux antibiotiques tels que la pénicilline en produisant des enzymes. «Si certaines cellules libèrent des enzymes pour détoxifier l’atmosphère, d’autres pourraient en profiter et se comporter différemment», explique Ashleigh Griffin. «Ce type de comportement cellulaire peut influer sur la progression d’une infection.»
Évolution sociale et bactéries
L’objectif du projet SESE d’Ashleigh Griffin, financé par le Conseil européen de la recherche, était d’appliquer ce modèle d’évolution sociale pour mieux comprendre le comportement des bactéries dans l’organisme. Pour découvrir ce qui se passait réellement, Ashleigh Griffin a collaboré avec un groupe de microbiologistes cliniques. Des échantillons bactériens avaient été prélevés sur un groupe d’environ 50 patients sur une période de 10 ans. Cela a permis à Ashleigh Griffin d’avoir un aperçu de l’évolution du comportement des bactéries au fil du temps. «J’étais également curieuse de voir si notre compréhension de la dynamique sociale pouvait être utile dans le développement de nouvelles stratégies contre les infections», fait-elle remarquer. «L’idée dans ce cas serait de prendre une souche de bactérie qui ne contribue pas à l’excrétion de composés utiles, une molécule “tricheuse” si vous voulez, et de la modifier génétiquement pour qu’elle porte des caractéristiques médicalement bénéfiques.»
Appliquer la biologie de l’évolution aux bactéries
Ashleigh Griffin a pu obtenir un certain nombre d’informations sur le comportement social des bactéries dans les infections à long terme et identifier les mécanismes évolutifs qui régissent cette dynamique. «L’idée maîtresse ici est que de telles découvertes ne sont possibles que si nous intégrons la biologie de l’évolution à la microbiologie», ajoute Ashleigh Griffin. «Aujourd’hui, la plupart des microbiologies sont réalisées en laboratoire, avec des bactéries isolées de leur environnement.» Elle utilise l’analogie d’une girafe téléportée par un groupe de biologistes extraterrestres, désireux de comprendre la vie sur Terre en examinant les espèces isolées. «Pour eux, une girafe avec son long cou n’aurait aucun sens», dit-elle. «Il faudrait qu’ils voient l’animal dans le Serengeti, mangeant les feuilles des arbres.» Ce n’est qu’en la voyant dans son environnement qu’une girafe a un sens. Il en va de même pour les bactéries, qui, tout comme les animaux, sont des produits de l’adaptation. La contribution essentielle du projet SESE a été d’ouvrir la voie à cette nouvelle façon de penser.
Nouvelles méthodes de lutte contre les infections
Au-delà de la science fondamentale, le projet SESE a également ouvert la voie à de nouvelles applications cliniques potentielles. Comprendre le comportement des bactéries pourrait un jour aider les scientifiques à mieux contrôler les infections. «Modifier génétiquement certaines cellules bactériennes pour qu’elles deviennent moins résistantes aux antibiotiques pourrait être une stratégie», explique Ashleigh Griffin. «Cela nous permettrait de ne plus dépendre de la production de nouveaux médicaments. Il s’agit d’une possibilité, mais il reste encore beaucoup de travail à accomplir.»
Mots‑clés
SESE, bactéries, évolution, infections, génétique, biologie, microbiologie
