N’existe-t-il vraiment aucune solution à la résistance aux antibiotiques ? Futurs antidotes aux « superbactéries » →

Les micro-organismes pathogènes qui causent des maladies chez l’homme existent dans tous les aspects de notre vie et nous sommes exposés au risque d’infection bactérienne à tout moment. Existe-t-il une créature qui effraie également les bactéries et joue un rôle dans la lutte contre les bactéries dans la nature ?

Aujourd'hui, nous allons partager avec vous un virus magique dans le monde écologique : le bactériophage .

1 Qu'est-ce qu'un bactériophage ?

Le bactériophage est un virus qui peut infecter et envahir des micro-organismes tels que les bactéries, les champignons et les actinomycètes. Son nom vient du mot grec « phagos », qui signifie « dévorer », et doit principalement son nom à sa capacité à lyser les bactéries hôtes [1-2]. Même si nous ne les connaissons pas, ils sont plus courants autour de nous que les bactéries. Ce sont des entités biologiques abondantes et diverses sur Terre, au nombre d'environ 1031, soit environ 10 fois plus que les bactéries. Ils contrôlent le nombre de bactéries et co-évoluent avec elles[3].

Les bactériophages ont été découverts en 1915, 13 ans avant les antibiotiques actuellement largement utilisés. Cependant, en raison de la Première Guerre mondiale, les recherches sur les bactériophages, difficiles à cultiver et dont le spectre d’hôtes était étroit, ont été suspendues. En 1928, le premier antibiotique, la pénicilline, a été introduit.

L’effet thérapeutique étonnant de la pénicilline a complètement surpassé celui des bactériophages, ce qui a incité la plupart des scientifiques à se concentrer sur le développement d’antibiotiques plus efficaces [4]. Cependant, un petit nombre de scientifiques persistent à explorer les propriétés fondamentales des bactériophages et le traitement des maladies. Ils les étudient discrètement depuis cent ans, jetant ainsi les bases solides de l’utilisation actuelle des bactériophages comme traitement alternatif des infections bactériennes résistantes aux médicaments.

Ces dernières années, en raison de l’abus d’antibiotiques, de la lenteur des progrès dans le développement de nouveaux antibiotiques et de l’augmentation rapide du nombre et des types de bactéries résistantes aux médicaments, les scientifiques ont mis au point la phagothérapie à long terme afin de trouver des solutions et de mieux traiter les patients.

2 Comment fonctionnent les bactériophages

Les bactériophages ont un degré élevé de spécificité, en d'autres termes, un phage ne peut attaquer qu'une gamme limitée de bactéries (ce type de bactéries ou ses variantes). Il existe deux types de bactériophages, les phages virulents et les phages tempérés. Leurs attitudes envers les bactéries sont à l'image de leurs noms : l'une est « féroce » et l'autre « douce ».

Après avoir identifié l'antigène de surface bactérien qui lui correspond, le phage se fixe à la surface, utilise les épines de la queue cachées sous sa queue pour percer la coquille bactérienne et injecte son propre ADN ou ARN dans la bactérie en comprimant la queue. Le phage virulent utilise les nutriments des bactéries pour répliquer rapidement le matériel génétique et assembler de nouveaux phages. Le phage tempéré n’est pas pressé de se répliquer. Il intègre d’abord sa propre séquence génétique dans le chromosome bactérien, puis se divise à mesure que les bactéries se divisent, transmis de génération en génération. Lorsque cela est nécessaire, il relance sa capacité de lyse, se reproduit et s'assemble rapidement. Les bactéries finissent par se lyser et mourir en raison d’une pression interne excessive, libérant le phage. Le phage nouvellement libéré recherche immédiatement de nouvelles cibles et répète les étapes ci-dessus pour tuer les bactéries pathogènes. Les phages actuellement utilisés en phagothérapie sont principalement des phages virulents.

3 Caractéristiques des bactériophages

Les bactériophages ont une spécificité et une diversité élevées :

Comme mentionné précédemment, un bactériophage ne peut attaquer qu’une gamme limitée de bactéries (ce type de bactéries ou ses variantes). Les bactériophages sont abondants dans la nature, et les bactériophages ayant des plages de reconnaissance différentes se présentent également sous différentes formes et tailles.

Les bactériophages sont très efficaces :

Les bactériophages ont de fortes capacités de réplication et de prolifération. Ils se multiplient à un rythme exponentiel dans la zone infectée et peuvent éliminer rapidement (en 24 heures) efficacement les agents pathogènes.

Les bactériophages présentent une bonne biosécurité :

Les bactériophages sont insensibles aux autres bactéries non spécifiques et ne détruiront pas les autres flores bactériennes. En même temps, comme les bactériophages sont autolimitants et ne peuvent pas survivre en dehors de l’hôte bactérien, une fois l’hôte disparu, les bactériophages se dégraderont et seront excrétés du corps et ne resteront pas dans le corps[5].

4 Application du bactériophage

La phagothérapie est progressivement entrée dans nos vies. Alors que le problème de la résistance aux antibiotiques continue de s’aggraver, les phages ont fait des percées dans de nombreuses maladies causées par des infections bactériennes en tant que traitement alternatif pour les infections bactériennes résistantes aux médicaments. Les principales orientations de la phagothérapie actuelle sont la phagothérapie entière et la thérapie par préparation d'enzymes lytiques.

Les scientifiques profitent de la grande spécificité des bactériophages et mélangent plusieurs phages avec différents spectres antibactériens pour réaliser une « préparation cocktail ». Cette thérapie est appelée « thérapie cocktail » et est une méthode couramment utilisée dans la phagothérapie complète. Afin d’améliorer l’effet bactéricide, l’utilisation synergique de bactériophages et d’antibiotiques est désormais utilisée pour le traitement.

Les produits phagiques médicaux actuellement développés couvrent les maladies causées par une variété de bactéries , telles que l'inflammation purulente causée par Staphylococcus aureus, la fièvre typhoïde, la gastro-entérite aiguë ou la septicémie causée par Salmonella typhi et Salmonella paratyphi, la dysenterie bactérienne causée par Shigella, les maladies infectieuses causées par Listeria et Klebsiella, ainsi que l'entérocolite, la colite aiguë et chronique, la dysbactériose et l'inflammation infectieuse des oreilles, du nez et de la gorge causées par d'autres bactéries pathogènes.

Les maladies dans lesquelles les bactériophages sont impliqués dans la prévention comprennent les maladies streptococciques, les maladies à Escherichia coli et d'autres maladies gastro-intestinales, l'élimination des bactéries colonisatrices possibles lors de la transplantation d'organes, l'augmentation du taux de réussite de la transplantation d'organes et l'ajustement de la flore de plusieurs sites épidermiques pour prévenir les infections bactériennes [6].

5 Les bactériophages pourraient être l'antidote aux « super bactéries »

Les « superbactéries » désignent des bactéries multirésistantes qui résistent à presque tous les antibiotiques et échappent ainsi à la mort. Une fois que nous sommes infectés par de telles bactéries, il est difficile de les guérir, et il n’existait autrefois aucun remède, ce qui représentait une grande menace pour notre santé.

Les scientifiques n’ont généralement que deux moyens de résoudre ce problème : l’un est de continuer à développer de nouveaux antibiotiques pour lutter contre eux et de développer avec succès des alternatives avant que les superbactéries ne développent une nouvelle résistance aux médicaments ; l’autre est de trouver un autre moyen et d’utiliser la phagothérapie pour les tuer par surprise sans résistance aux phages.

De nos jours, le développement des antibiotiques est entré dans une période de goulot d’étranglement et la vitesse de développement est lente. Il est particulièrement difficile d’utiliser de nouveaux antibiotiques pour atténuer la pression exercée par les superbactéries. Les bactériophages pourraient être l’antidote aux superbactéries et en même temps apporter un espoir de vie aux patients atteints d’infections bactériennes multirésistantes graves.

Le spectre d’hôtes étroit des bactériophages permet de sélectionner des agents pathogènes spécifiques et d’éviter la flore normale. Cela garantit un traitement sans causer de préjudice aux patients. Il résout le problème des antibiotiques qui attaquent sans discrimination les agents pathogènes et la flore normale, et fournit une nouvelle idée pour prévenir les problèmes similaires à ceux causés par les antibiotiques qui nuisent au corps humain lui-même.

L’ère des bactériophages est arrivée. Attendons avec impatience son inclusion dans les soins médicaux quotidiens et luttons ensemble contre l’invasion des bactéries pathogènes.

Le thème de vulgarisation scientifique de cet article est dérivé du TOP10 des frontières chaudes dans le domaine des sciences biologiques dans le rapport « Research Frontiers 2024 »

【Références】

[1] Cong Cong, Li Jibin, Wang Lili et al. Étude sur les premiers documents historiques sur les bactériophages en Chine[J]. Médecine étrangère (antibiotiques), 2023,44(2):73-82.

[2] Dion MRB, Oechslin F, Moineau S. Diversité des phages, génomique et phylogénie[J]. NATURE REVIEWS MICROBIOLOGIE, 2020,18:125.

[3] Salmond GPC, Fineran P C. Un siècle de phage : passé, présent et futur[J]. Nature Reviews Microbiologie, 2015,13(12):777-786.

[4] Hong Ruoxuan. Revue des progrès de la recherche en phagothérapie pour les infections bactériennes[J]. Affaires et industrie modernes, 2019(13):71-74.

[5] Zhang Zhihong, Zhong Youhong, Wang Peng. État de la recherche sur la phagothérapie[J]. Journal chinois de médecine tropicale, 2021, 21(7) : 698-703.

Rédacteurs : Liu Yang et Zhao Na

Relu par Li Na et Li Yule

Producteur : Peng Bin

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