Mise en lumière de virus bactériens prometteurs cachés au sein du microbiote
Publié par Isabelle le 20/01/2020 à 14:00
Source: INRAE
Et si la compréhension des interactions entre les bactéries et les bactériophages (virus des bactéries) du microbiote pouvait déboucher sur de nouvelles armes de lutte contre les bactéries résistantes aux antibiotiques ? Des chercheurs d'INRAE ont cultivé des bactériophages et des bactéries à partir d'échantillons fécaux humains et étudié pour la première fois leurs interactions. Leurs résultats, parus le 17 janvier 2020 dans la revue Nature communications montrent qu'au sein du microbiote (Le microbiote est une nouvelle dénomination de la microflore.) intestinal étudié, deux catégories de bactériophages émergent, avec des capacités d'infection fortement contrastées. Les plus infectieux pourraient s'avérer utiles en phagothérapie, une alternative aux traitements antibiotiques.



La composition du microbiote intestinal et le rôle de chacun des organismes impliqués sont encore peu connus. On sait que le microbiote est composé d'une grande quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) de bactéries de centaines d'espèces différentes, chacune jouant un rôle primordial sur le bon fonctionnement du tractus digestif et sur notre santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.). D'autres protagonistes microbiens comme les champignons, les virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus existent sous une forme...) humain et bactériens (bactériophages) y sont retrouvés mais sont moins connus.

C'est pourquoi les chercheurs s'intéressent aux interactions entre chacun des acteurs, notamment entre les bactéries et les bactériophages. En 2015, une étude pionnière du virome(1) du microbiote de patients atteints de la maladie de Crohn (La maladie de Crohn est une maladie inflammatoire chronique de l'ensemble du tube digestif, suspectée d'être de nature auto-immune.) avait montré que ces derniers possèdent des bactériophages beaucoup plus divers que les sujets sains, suggérant un rôle de ces bactériophages dans la stabilité du microbiote. On connait deux classes de bactériophages, les tempérés et les virulents. Les bactériophages tempérés ne tuent pas systématiquement la bactérie (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique, le peptidoglycane. Les bactéries...). Au lieu de s'y multiplier, ils peuvent s'y établir silencieusement et attendre le moment propice pour ressortir en tuant la bactérie et se disséminer. Les bactériophages virulents, quant à eux, se multiplient et tuent la bactérie directement pour se disséminer.

Des chercheurs d'INRAE se sont intéressés aux capacités infectieuses de ces deux classes de bactériophages sur les bactéries du tube digestif. Pour la première fois, ils ont isolé, cultivé et analysé des bactériophages à partir d'échantillons de fèces d'un groupe de 650 enfants. Ils ont ainsi extrait 150 bactériophages capables d'infecter Escherichia coli (Escherichia coli, également appelé colibacille ou E. coli, est une bactérie intestinale des mammifères très commune chez l'être humain....), une espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la systématique. L'espèce est un concept...) abondante du tractus intestinal chez les enfants. En cultivant et séquençant ces bactériophages, ils ont repéré chaque catégorie et montré que les bactériophages tempérés sont plus fréquents que les bactériophages virulents. Par la suite, ils se sont servis de ces 150 bactériophages différents pour infecter 75 souches d'Escherichia (Escherichia est un genre de bactéries de la famille des Enterobacteriaceae, qui colonise l'intestin de l'homme et d'autres animaux. L'espèce la plus...) coli isolées des mêmes échantillons. Bien qu'ils soient retrouvés plus fréquemment, les phages tempérés n'infectent pratiquement pas les bactéries, contrairement aux bactériophages virulents qui sont très infectieux et plus rares. Enfin, ils ont comparé ces phages virulents à ceux disponibles dans la collection d'Hérelle(2), et montré là encore qu'ils étaient plus infectieux.

Ces bactériophages virulents particulièrement infectieux, isolés directement à partir du corps humain (Le corps humain est la structure physique d'une personne.), ouvrent des perspectives en phagothérapie. Des travaux complémentaires seront menés afin de mieux comprendre les mécanismes permettant à ces bactériophages d'être aussi infectieux. En parallèle, des tests complémentaires seront effectués en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) de les utiliser pour éradiquer E. coli en cas d'impasse thérapeutique (La thérapeutique (du grec therapeuein, soigner) est la partie de la médecine qui étudie et applique le traitement des maladies.).

Note:
(1) Ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble),...) du matériel génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) des virus présents dans un échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou d'une solution. Le mot est utilisé dans différents domaines :) prélevé sur un être vivant ou dans un environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme...) donné, tel que l'eau de mer (L'eau de mer est l'eau salée des mers et des océans de la Terre.).
(2) La collection d'Hérelle est une collection de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) Laval au Québec, servant de référence dans le domaine des bactériophages. https://www.phage.ulaval.ca/fr/accueil/
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