Des bactéries servant de cheval de Troie pourraient aider à vaincre les infections résistantes aux antibiotiques

La souche de type sauvage contient une protéine fluorescente verte tandis que la souche candidate cheval de Troie contient une protéine fluorescente rouge. Lorsqu'ils sont contraints de concourir, ils ne changent pas de fréquence en l'absence de l'antibiotique gentamicine (à gauche), mais le cheval de Troie prend le dessus sur la population lorsque l'antibiotique est présent (à droite).

«Des bactéries servant de cheval de Troie pourraient aider à vaincre les infections résistantes aux antibiotiques», source Imperial College London.

Une équipe dirigée par des chercheurs de l'Imperial College de Londres, de l'Université de Surrey et de l'Université de Zurich a créé une souche de bactéries qui peut surpasser les souches résistantes aux antibiotiques courants.

Cette nouvelle souche pourrait être utilisée comme un «cheval de Troie» dans le corps - en déplaçant les souches résistantes aux antibiotiques, puis en se tuant elle-même par un antibiotique auquel elle est vulnérable. L'équipe a testé l'approche dans un modèle animal d'infection et a publié ses résultats aujourd'hui dans The ISME Journal.

Le chercheur principal, le Dr José Jiménez, du Département des sciences de la vie de l'Imperial a dit : «La résistance aux antibiotiques augmente parmi de nombreux pathogènes dangereux et de nouvelles méthodes de lutte contre ces infections sont nécessaires de toute urgence.»

«Notre approche pourrait offrir une alternative aux nouveaux antibiotiques en manipulant la tendance naturelle des souches de bactéries à entrer en compétition, ce qui nous permettrait de remplacer une souche dangereuse par une souche que nous pouvons traiter relativement facilement.»

De nouvelles solutions à la résistance aux antibiotiques

L'équipe a travaillé avec une espèce de bactérie appelée Pseudomonas aeruginosa, qui est une cause fréquente d'infections pulmonaires chez les patients atteints de fibrose kystique. Les infections sont souvent très difficiles à traiter car de nombreuses souches de P. aeruginosa sont devenues résistantes à une multitude d'antibiotiques de première intention.

Au lieu de rechercher de nouveaux antibiotiques pour traiter ces infections, auxquelles les bactéries peuvent également devenir résistantes, de nombreux chercheurs se tournent vers des méthodes alternatives.

Une idée vient de l’observation que les infections sont rarement constituées d’une seule souche de bactéries- il peut y avoir plusieurs souches différentes de P. aeruginosa dans les poumons d’un patient en raison de l’évolution dans le temps du micro-organisme.

Ces souches peuvent collaborer, par exemple pour créer et partager des ressources, ou elles peuvent être en concurrence - en essayant de devenir la souche dominante en utilisant au mieux les ressources ou en éliminant leurs concurrents.

Si les souches ou souches dominantes sont résistantes aux antibiotiques, l'infection sera très difficile à traiter. Cependant, s'il est possible de fabriquer une souche plus forte que les souches résistantes aux antibiotiques d'une manière, elle les surpassera et deviendra dominante. Si cette nouvelle souche dominante est vulnérable aux antibiotiques, elle peut être facilement éliminée du corps et l'infection guérie.

Maintenant qu'il a été prouvé que la nouvelle souche surpasse les souches de type sauvage, l'équipe souhaite aller de l'avant en testant son potentiel en tant que cheval de Troie pour lutter contre les infections résistantes aux traitements. Cela impliquera de s'assurer que la nouvelle souche peut être tuée par des antibiotiques de première intention afin que l'infection puisse être éliminée, ainsi que de tester l'approche avec des modèles animaux d'infection plus pertinents.

Les travaux expérimentaux évalueront également la sécurité de la procédure en veillant particulièrement à ce que les souches du «cheval de Troie» n’acquièrent pas de mécanismes de résistance aux antibiotiques.

Le premier auteur de l'étude, Jaime González, de la Faculté de la santé et des sciences médicales de l'Université de Surrey, affirme que leur travail ouvre également de nouvelles voies pour trouver de nouveaux chevaux de Troie. Il a dit: «Nous avons découvert un compromis évolutif pour ces bactéries; celui où le coût et les avantages d'avoir un ou deux récepteurs de pyoverdine peuvent être modifiés à notre avantage.»

«Nous souhaitons également étudier d'autres compromis de ce type afin de créer potentiellement une série de chevaux de Troie candidats pour lutter contre les infections résistantes aux antibiotiques.»

Souches concurrentes

L’équipe a étudié la manière dont P. aeruginosa acquiert le fer de son environnement, ce qui est essentiel à la survie de la bactérie. P. aeruginosa utilise une molécule appelée la pyoverdine pour rechercher le fer de l'environnement, puis le capture avec des récepteurs à la surface des cellules bactériennes.

P. aeruginosa possède deux récepteurs de la pyoverdine, ce qui est avantageux lorsque le fer est rare dans l'environnement. Cependant, avoir deux récepteurs est coûteux pour la cellule, car elle utilise plus d'énergie. L'équipe a découvert que la désactivation du récepteur secondaire de la pyoverdine permettait aux bactéries de mieux fonctionner dans des conditions stressantes qui pourraient nécessiter une consommation globale d'énergie plus élevée, par exemple lorsqu'elles sont attaquées par un antibiotique.

Lorsqu'elle est confrontée à une souche de 'type sauvage' avec les deux récepteurs habituels de la pyoverdine, la souche à récepteur unique s'est avérée plus performante sous le stress d'un antibiotique, la gentamicine. Dans les cultures de laboratoire et dans une infection chez les larves de la fausse teigne de la cire, Galleria mellonella, la souche modifiée de l’équipe a remplacé la souche de type sauvage.