Des bactériophages synthétiques fabriqués pour attaquer les bactéries Pseudomonas aeruginosa
Pour la première fois, des scientifiques ont synthétisé « manuellement » des bactériophages au génome raccourci, capables de lyser différentes souches de Pseudomonas aeruginosa. Cette expérience pourrait constituer la première étape vers la création de nouveaux agents antibactériens.
Les bactériophages sont aujourd’hui considérés comme des agents antimicrobiens prometteurs, particulièrement pertinents dans le contexte de la propagation de souches de bactéries pathogènes résistantes aux antibiotiques. Pour traiter les infections résistantes aux antibiotiques, on utilise des bactériophages naturels ainsi que des bactériophages génétiquement modifiés. Et récemment, des scientifiques sont parvenus à synthétiser un bactériophage entièrement à partir de zéro.
Les génomes des bactériophages sont petits, mais aujourd’hui, les fonctions de loin de tous les gènes de phages sont connues. Il est possible que des séquences aux fonctions inconnues (et elles peuvent représenter jusqu’à 80 % du génome !) puissent poser des problèmes lors de l’utilisation des phages chez l’être humain. De plus, elles compliquent le processus de modification génétique des phages. Des scientifiques portugais ont décidé de créer un bactériophage lytique doté d’un génome minimal, ne contenant que les gènes nécessaires pour infecter une bactérie cible donnée et achever le cycle de réplication. Auparavant, une expérience similaire a été réalisée sur des procaryotes : des scientifiques ont créé une bactérie Mycoplasma mycoides avec un génome minimal.
Le nouveau bactériophage synthétique cible Pseudomonas aeruginosa, une bactérie connue pour ses souches largement résistantes aux antibiotiques. Le traitement des infections à Pseudomonas aeruginosa est une priorité pour l’OMS. Les scientifiques ont pris comme base un bactériophage spécifique de P. aeruginosa, isolé des eaux usées (il a été nommé PE3). Sur 28 échantillons de P. aeruginosa obtenus chez des patients, 7 étaient sensibles aux bactériophages. Le génome du phage PE3 a été séquencé : il contenait vraisemblablement 55 séquences codant des protéines.
Les scientifiques ont retiré plusieurs blocs de gènes du génome du bactériophage PE3 ; les constructions obtenues ont été amplifiées dans des cellules de levure, puis transférées dans la bactérie hôte P. aeruginosa afin de tester si l’information génétique du phage peut lancer le programme d’assemblage des particules virales. L’expérience a été un succès : des plaques de phages visibles se sont formées dans les cultures bactériennes — les zones où le virus détruisait les bactéries.
D’autres expériences ont mis en évidence certaines caractéristiques des phages synthétiques : tous les bactériophages synthétiques ne pouvaient pas infecter les mêmes souches de Pseudomonas aeruginosa que leur prédécesseur naturel ; l’efficacité antibactérienne des bactériophages in vitro est restée élevée. In vivo, lors d’expériences sur des insectes (la grande fausse teigne de la cire G. mellonella), les bactériophages synthétiques, comme leur prédécesseur naturel, ont augmenté le taux de survie des animaux infectés par P. aeruginosa.
Les auteurs de l’étude estiment que leur approche de production de phages synthétiques permettra à l’avenir de créer rapidement des bactériophages lytiques contre des bactéries pathogènes spécifiques.
Traduction de la source :
* Pires DP, Monteiro R., Mil-Homens D. et al. Conception de phages synthétiques de P. aeruginosa à génomes réduits. Sci Rep ; 2021, 11 : 2164.
https://doi.org/10.1038/s41598-021-81580-2
