Ces virus tueurs surentrainés éliminent les infections bactériennes en anticipant leur évolution

Les bactéries ayant la capacité désagréable d’évoluer rapidement et d’échapper aux antibiotiques, des scientifiques américains ont « entraîné » des virus afin qu’ils anticipent leurs mutations.

Une menace sanitaire majeure

Lorsque des formes de vie sont exposées à des conditions stressantes, certains individus survivent mieux que d’autres, grâce à des mutations génétiques aléatoires leur conférant des caractéristiques utiles. Au fil du temps, ces caractéristiques finissent par se répandre dans une population jusqu’à devenir la norme. C’est l’évolution à l’œuvre, et il s’agit généralement d’un processus merveilleux qui aide la vie à persister face à l’adversité. Mais il est parfois nécessaire de favoriser cette dernière.

Les bactéries comptent parmi les organismes les plus prolifiques de la nature, capables non seulement de transmettre des gènes utiles à la génération suivante, mais également de les échanger entre elles. Ainsi, lorsqu’elles sont confrontées à l’environnement hostile des antibiotiques, il n’est pas étonnant qu’elles réussissent à évoluer et à leur échapper en l’espace de quelques décennies : aujourd’hui, même nos meilleurs médicaments commencent à se révéler inefficaces face à elles.

Afin de combattre cette menace sanitaire majeure, les chercheurs se tournent de plus en plus vers les bactériophages (ou simplement phages), des virus qui s’attaquent spécifiquement aux bactéries. Les antibiotiques ayant été découverts peu de temps après ces derniers, les thérapies les impliquant avaient jusqu’à récemment été globalement peu développées.

Des capacités d’élimination décuplées

Pour cette nouvelle étude publiée dans la revue PNAS, les chercheurs de l’université de San Diego ont entrepris d’entraîner les phages à devenir de meilleurs tueurs de bactéries. Les phages ont été cultivés dans des fioles aux côtés de leurs bactéries cibles pendant 28 jours, afin qu’ils évoluent ensemble et apprennent essentiellement les échappatoires évolutives que les bactéries pourraient tenter d’utiliser.

À l’issue de cette phase d’observation et d’adaptation, les phages entraînés ont été lâchés sur d’autres populations de bactéries. Bien mieux outillés pour éliminer leurs cibles, ceux-ci se sont révélés environ 1 000 fois plus efficaces que leurs homologues non-entrainés dans cette tâche, et les effets se sont également révélés trois à huit fois plus durables.

« Le phage entraîné apprend, au sens génétique du terme, et développe des mutations l’aidant à contrer celles de la bactérie », explique Justin Meyer, auteur principal de l’étude. « Nous utilisons en quelque sorte le propre algorithme d’amélioration du phage, l’évolution par sélection naturelle, pour retrouver son potentiel thérapeutique et résoudre le problème de l’évolution de la résistance des bactéries à une énième thérapie médicamenteuse. »

Après avoir été opposées aux phages, les différentes souches de bactéries ont été placées sur des plaques de gélose afin que les chercheurs puissent compter les survivantes — © Meyer Lab / UC San Diego

Cette étude apporte des preuves supplémentaires en faveur de l’utilisation de la phagothérapie pour traiter les infections bactériennes. Il y a quelques mois, des chercheurs avaient notamment démontré qu’elle permettait également de distraire les bactéries, afin de les rendre à nouveau vulnérables aux antibiotiques.

Par Yann Contegat, le 17 juin 2021