Les laboratoires de la Station spatiale internationale (ISS) offrent un terrain d'observation unique sur l'évolution des microbes. Une étude récente révèle que les virus et les bactéries s'y adaptent selon des logiques totalement nouvelles. L'absence de gravité modifie les règles fondamentales qui régissent les interactions biologiques.
Des chercheurs ont comparé le comportement d'un virus attaquant des bactéries, le bactériophage T7, et de son hôte, la bactérie Escherichia coli, dans l'ISS et sur Terre. Les résultats, publiés dans PLOS Biology, montrent que la microgravité ne fait pas que ralentir l'infection. Elle oriente l'évolution des deux organismes sur des trajectoires distinctes, avec des mutations génétiques spécifiques. Cette découverte pourrait permettre de concevoir de nouveaux traitements contre des infections résistantes aux antibiotiques.
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Un ralentissement initial suivi d'une adaptation rapide
Dans les conditions terrestres, le phage T7 infecte et détruit la bactérie E. coli en moins d'une heure. À bord de l'ISS, ce processus est considérablement retardé, prenant plusieurs heures, voire des jours, pour se mettre en place. Les scientifiques attribuent ce délai principalement à l'absence de gravité, qui limite les rencontres aléatoires entre les particules virales et les cellules bactériennes. Les fluides ne se mélangent pas de la même manière en microgravité, réduisant les contacts nécessaires à l'infection.
Ce ralentissement n'empêche toutefois pas l'infection de se produire. Après une période d'incubation de 23 jours en orbite, le phage a parfaitement réussi à se répliquer et à persister dans l'environnement bactérien. Cette phase d'adaptation initiale a des conséquences profondes, car elle modifie le contexte dans lequel l'évolution opère. Les bactéries, stressées par les conditions spatiales, ont le temps de déployer des mécanismes de défense avant que l'attaque virale ne devienne massive.
L'analyse génomique a révélé que les bactéries exposées aux phages en microgravité ont accumulé des mutations distinctes, en particulier dans les gènes liés à leur membrane externe et à la réponse au stress. Ces adaptations semblent les aider à survivre dans l'environnement spatial, mais aussi à les protéger contre l'infection virale.
Des mutations virales aux applications terrestres prometteuses
Du côté des bactériophages, l'évolution en microgravité a suivi une trajectoire unique. Les virus ont développé des mutations sur des gènes inattendus. Une technique avancée, le balayage mutationnel profond, a permis de cartographier l'impact de milliers de variants sur la capacité d'infection.
Le résultat le plus marquant est l'application pratique de ces découvertes. Les chercheurs ont synthétisé des variants de phages enrichis par les mutations apparues en microgravité et les ont testés sur des souches cliniques d'E. coli uropathogènes, responsables d'infections urinaires et résistantes au phage T7 standard. Contre toute attente, ces phages "spatiaux" se sont montrés nettement plus efficaces pour éliminer les bactéries résistantes que leurs homologues terrestres.
Cette découverte ouvre une voie originale pour la phagothérapie, une approche qui utilise des virus pour combattre les infections bactériennes. Elle démontre que des environnements physiques extrêmes, comme la microgravité, peuvent servir de plateformes de découverte pour révéler des solutions biologiques invisibles dans des conditions standards. L'espace devient ainsi un laboratoire pour explorer le potentiel évolutif des microbes.