Pourquoi c’est important

Les phages, ou bactériophages, sont des virus qui s’attaquent aux bactéries. Ils ont été découverts il y a cent ans par Félix d’Hérelle et Frederick Twort. Quand un phage infecte une bactérie, il détourne la machinerie cellulaire pour se reproduire. La cellule explose en libérant des dizaines de phages qui vont infecter d’autres bactéries.

En médecine, les phages suscitent de plus en plus d’intérêt car ils pourraient aider à soigner des infections résistantes aux antibiotiques, grâce à la phagothérapie : une thérapie qui consiste à utiliser des phages. Rarement employée en France, sauf sur autorisation spéciale des autorités sanitaires, la phagothérapie est plus courante dans d’autres pays comme la Géorgie.

Lors d’un traitement avec des phages, il est possible que les bactéries développent une résistance au phage, obligeant les médecins à ajuster le traitement pour utiliser des virus vraiment efficaces.

Lire : Des virus mangeurs de bactéries bientôt à la place des antibiotiques

Ce que montre l’étude

Des chercheurs de l’université de Californie (San Diego) ont découvert un nouveau mécanisme qui protège les bactéries des attaques des bactériophages. Les résultats de leurs recherches ont été publiés dans la revue Molecular Cell.

Au départ, le laboratoire ne travaillait pas spécialement sur les bactéries mais sur des sujets comme la méiose chez les mammifères : la division cellulaire qui permet de créer des gamètes, spermatozoïdes et ovules. Les chercheurs s’intéressaient notamment à la façon dont les cellules maintenaient l’intégrité de leur génome grâce à des protéines appelées HORMA. Or, en 2015, des chercheurs en bioinformatique ont trouvé que des bactéries possédaient des protéines proches du système HORMA et qu’elles pourraient jouer un rôle immunitaire.

Pour savoir à quoi servaient ces protéines bactériennes, les chercheurs ont séquencé 75 000 bactéries et ont trouvé que 10 % environ possédaient ce système de défense, appelé CBASS. Le système CBASS a été introduit dans une souche d’Escherichia coli sensible aux phages, ce qui lui a conféré une immunité contre le bactériophage Lambda.

Les chercheurs ont trouvé que ce système permet à la cellule de « ressentir » l’infection, puis de produire un messager, sous la forme d’un trinucléotide cyclique (cAAA). Celui-ci va activer une nucléase (NucC) qui détruit le génome bactérien : la bactérie meurt et empêche le phage de se répliquer et de se propager aux autres cellules.

Ce système d’immunité fait avorter l’infection par le phage. La bactérie se sacrifie pour que le groupe bactérien ne soit pas menacé, car si l’infection se déroulait normalement, la cellule infectée libérerait de nouveaux phages. Cela peut paraître surprenant pour des organismes unicellulaires d’avoir un tel comportement, « mais si nous considérons les bactéries comme une communauté coopérative, un biofilm, plutôt que comme des cellules individuelles, cela a du sens, »  explique Kevin Corbett, un des auteurs de ces travaux.

Ces résultats pourraient aider les chercheurs à trouver des moyens pour améliorer l’efficacité de la phagothérapie contre des bactéries résistantes. Une option pourrait être de trouver un médicament qui active l’autodestruction des bactéries ayant le système CBASS.

Pour en savoir plus sur la phagothérapie, lire : Infections – le traitement de la dernière chance


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