Programmer des bactériophages de manière à pouvoir détecter et tuer d'autres micro-organismes, selon une étude suisse

Annonce : S’agissant de l’information à propos des rappels de produits alimentaires, pour le moment, il ne faut pas faire confiance à nos autorités sanitaires (Ministère de l’agriculture et DGCCRF). Ces deux entités ont fait et font toujours preuve d’une incroyable légèreté et d’un manque d’informations fiables vis-à-vis des consommateurs avec comme corollaire une absence de transparence en matière de sécurité des aliments.

Un communiqué de l’ETH Zurich du 4 novembre 2019 rapporte « Phages synthétiques à spécificité programmable ».

Les chercheurs de l'ETH ont trouvé des moyens de programmer les bactériophages de manière à pouvoir détecter et tuer d'autres microorganismes en plus de leur hôte habituel. Ceci ouvre la voie à l'utilisation thérapeutique de phages standardisés.

Les bactériophages (ou phages en abrégé) sont considérés comme une arme miracle potentielle contre les bactéries pathogènes, en particulier celles qui sont devenues résistantes à tous les antibiotiques. Les phages sont des virus qui infestent les bactéries, car ils sont très spécifiques à l'hôte. Ils détectent donc avec précision et ne tuent efficacement que certains types de bactéries ou même des sous-espèces, sans causer de dommages collatéraux au reste de la flore bactérienne, comme le font souvent les antibiotiques.

Représentation artistique de la production de phages. Le graphique a été utilisé comme page de titre du numéro correspondant de "Cell Reports". (Illustration: Jonas Fernbach).

Cependant, cette spécificité élevée présente également un inconvénient: pour pouvoir utiliser des phages à des fins thérapeutiques, ils devaient jusqu'à présent être isolés et caractérisés de l'environnement naturel. Cela prend du temps et demande beaucoup de travail. Et pour être raisonnablement sûr que la bonne chose est en place, les cliniciens ont dû administrer différents types de phages à la fois. Cependant, ces thérapies sont à peine normalisées.

Phages génétiquement modifiés

Sous la direction de Samuel Kilcher, responsable de la subvention FNS Ambizione, des chercheurs de l'Institut de l'alimentation, de la nutrition et de la santé de l'ETH de Zurich (IFNH) ont maintenant reprogrammé génétiquement certains phages afin que leur progéniture puisse détecter et attaquer des hôtes autres que leurs hôtes habituels. Les chercheurs rapportent dans la revue « Cell Reports ».

Les phages se lient à leurs hôtes au moyen de protéines dites de liaison au récepteur, qui reconnaissent la bactérie cible selon le principe de la serrure à clé. « En utilisant la cristallographie aux rayons X, nous avons résolu la première structure atomique de la protéine de liaison au récepteur d'un phage Listeria », a déclaré le premier auteur, Matthew Dunne.

Sur la base de ces informations, les chercheurs ont ensuite conçu de nouvelles protéines de liaison aux récepteurs présentant une spécificité différente pour l’hôte, qui peuvent être assemblées selon le principe Lego de divers composants protéiques. En fin de compte, les phages Listeria ont été génétiquement modifiées pour coder de telles protéines de liaison aux récepteurs de concepteur et donc reconnaître, infecter et tuer de nouvelles souches de la bactérie cible. Bien que ces différents phages de concepteurs attaquent de nouveaux hôtes, ils partagent le même cadre structurel.

Un cocktail de phage en tant que forme de thérapie

Pour une thérapie, un mélange de telles variantes de phages pourrait maintenant être utilisé. « Nous pouvons couvrir un large éventail d'hôtes si nous administrons plusieurs phages synthétiques dans un seul cocktail », explique Kilcher. La différence avec un cocktail de phages de type sauvage est que les synthétiques pourraient être développés, fabriqués et adaptés de manière beaucoup plus ciblée. La culture de phages artificiels en culture pure n’est ni coûteuse ni longue. « Nous pouvons les programmer pour presque n'importe quel but. »

En plus des applications thérapeutiques, les chercheurs peuvent également utiliser le phage synthétique en tant que marqueurs de diagnostic de structures moléculaires spécifiques, par exemple pour identifier exactement une souche dans une population bactérienne mixte.