John Whitney, à gauche, et Nathan Bullen, en collaboration avec des chercheurs de l’Université du Colorado, ont identifié des gènes clés dans la course aux armements évolutifs entre les bactéries et les virus qui les tuent, qui pourraient potentiellement être exploités pour traiter la résistance aux antibiotiques.
De nouvelles recherches menées par l’Université McMaster et le Université du Colorado identifie les gènes et les mutations clés qui permettent aux bactéries et aux virus qui s’en nourrissent de s’adapter dans une course aux armements évolutifs, une découverte prometteuse dans la recherche de solutions à la résistance aux antibiotiques.
Les virus appelés bactériophages (ou « phages ») s’attaquent aux bactéries, les infectent et les tuent. Au fil des milliards d’années, les bactéries ont évolué pour résister aux infections par les phages, et les phages ont évolué pour surmonter cette résistance.
Les phages sont une option thérapeutique idéale pour les personnes souffrant infections résistantes aux antibiotiquesmais les mécanismes moléculaires sous-jacents à la résistance et à la résilience des phages restaient mal compris.
Désormais, les chercheurs ont identifié les gènes et les mutations exacts impliqués dans la résistance bactérienne à l’infection par les phages et dans la contre-résistance des phages.
Dans l’étude, publié Dans la revue Nature Communications, les chercheurs se sont concentrés sur la bactérie résistante aux antibiotiques Enterococcus faecalis (VRE) et un phage qui l’infecte, appelé phi47.
Ils ont examiné deux souches de VRE très étroitement liées qui interagissaient très différemment avec les virus phi47, explique John Whitney, co-directeur de l’étude et professeur associé au département de biochimie et de sciences biomédicales.
Une souche a entièrement résisté au phage, tandis que l’autre a été infectée et tuée, permettant aux chercheurs d’identifier le gène spécifique qui a permis la résistance au phage.
« Nous avons découvert que le phage était capable de se lier aux deux souches de la bactérie, mais qu’il n’était capable d’en infecter qu’une seule », explique l’auteur principal Nathan Bullen, qui a dirigé la recherche à McMaster alors qu’il faisait son doctorat dans le laboratoire de Whitney.
« Cela nous a amené à penser que la souche résistante possédait un mécanisme de défense anti-phage codé dans son ADN. »
En utilisant une technique appelée interférence CRISPR, les chercheurs ont « inactivé sélectivement les gènes » jusqu’à ce que le coupable soit trouvé, explique Bullen, qui commence un stage postdoctoral à l’Université du Colorado.
Ils ont découvert que la souche de VRE résistante aux phages possédait un gène qui lui permettait de « mâcher » l’ADN étranger, empêchant ainsi l’infection.
L’équipe de recherche a également étudié comment les phages pourraient évoluer naturellement pour surmonter cette résistance, sans l’aide des scientifiques.
En utilisant le séquençage du génome entier, ils ont découvert que les phages pouvaient acquérir une mutation qui leur permettait de désactiver les défenses anti-phages du VRE, afin qu’ils puissent infecter à nouveau le pathogène résistant.
« Un seul changement dans le code génétique du phage lui a permis de surmonter la résistance des phages, lui permettant ainsi d’éradiquer complètement le VRE une fois de plus », explique Whitney.
Une meilleure compréhension de cette course aux armements évolutive est essentielle pour faire progresser le potentiel thérapeutique des phages, d’autant plus que la résistance aux antibiotiques continue d’augmenter dans le monde entier, affirment les chercheurs.
« Les antibiotiques sont des molécules statiques : ils ne peuvent pas évoluer naturellement pour vaincre les bactéries résistantes aux médicaments, comme le font les phages », explique Whitney.
« Les phages sont des entités biologiques dotées de leur propre génome. Ils changent et évoluent en permanence pour survivre, ce qui les rend particulièrement intéressants comme thérapies potentielles pour lutter contre les infections résistantes aux antibiotiques. »
