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Enfin une parade prometteuse contre les « super pathogènes » ?

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Les Crispr, des séquences d'ADN qui protègent les bactéries des attaques virales, pourraient se retourner contre leurs propriétaires. Des chercheurs états-uniens viennent en effet de montrer qu'elles pourraient servir comme alternative aux antibiotiques afin d'éliminer les bactéries multirésistantes.

Image d’un Staphylococcus aureus résistant à la méticilline (Sarm), un germe qui pose de nombreux problèmes dans les hôpitaux. La recherche de nouveaux antibiotiques est un enjeu majeur de la microbiologie. La solution viendra-t-elle des Crispr ? © NIAID, Flickr, cc by 2.0

La résistance aux antibiotiques est un problème majeur de santé publique qui inquiète de plus en plus la communauté scientifique. Ces molécules naturelles, fabriquées par des champignons ou des bactéries pour lutter contre les microbes concurrents, ont été identifiées par hasard dans les années 1920 par le médecin britannique Alexander Fleming. Cette découverte fortuite lui a d'ailleurs valu le prix Nobel de médecine et de physiologie en 1928. Il faut dire qu'à l'époque, les antibiotiques représentaient la solution miracle contre de nombreuses infections et révolutionnaient le monde de la médecine.

Mais aujourd'hui, le revers de la médaille frappe dangereusement. Peu de temps après les débuts de l'utilisation de la pénicilline, des germes résistants faisaient déjà leur apparition. Ils sont maintenant très nombreux et capables de se défendre contre presque toutes les molécules utilisées pour les détruire. Selon une étude réalisée par le Center for Disease Control (CDC), les germes super-résistants tueraient en moyenne 23.000 États-uniens chaque année, soit plus que la tuberculose et le Sida réunis ! Face à cette menace, qui frappe les hôpitaux du monde entier, les microbiologistes ne voient pas d'issue immédiate.

L’histoire raconte qu’Alexander Fleming, bien que très doué, était par ailleurs assez désordonné et laissait souvent ses cultures bactériennes traîner un peu partout dans son laboratoire. En observant de près de vieilles boîtes de Petri, il se serait rendu compte que des champignons s’y étaient incrustés et empêchaient la croissance des bactéries. Il s’agissait en réalité de l'action de la pénicilline, un antibiotique sécrété par le champignon Penicillium notatum. © Wikimedia Commons, DP

Les antibiotiques posent un autre problème. Lorsqu'un malade est sous antibiothérapie, toutes les bactéries sensibles, les bonnes comme les mauvaises, sont détruites. Au vu de l'importance de la flore intestinale sur la santé, ce manque de spécificité pourrait avoir un effet néfaste sur l'organisme et conduire au développement d'autres pathologies. Les médecins préconisent d'ailleurs souvent à leurs patients de prendre des probiotiques en complément de leur traitement pour reconstruire leur microbiote digestif plus rapidement.

Les Crispr, le système immunitaire des bactéries

Les chercheurs ne perdent cependant pas complétement espoir et travaillent avec ardeur pour dénicher de nouvelles solutions antibactériennes. Des travaux récents avaient par exemple permis la mise au point d'une stratégie d'identification rapide d'antibiotiques efficaces. Dans une nouvelle étude publiée dans la revue mbio, une équipe de l'université d'état de Caroline du Nord (États-Unis) vient de développer une méthode qui permettrait de faire d'une pierre deux coups : éviter les résistances et cibler plus efficacement les bactéries dangereuses. Selon les auteurs, ces « antibiotiques intelligents » pourraient représenter un tout nouveau type de traitements des maladies infectieuses.

Pour cette étude, les chercheurs ont utilisé à leur avantage un système bactérien appelé Crispr pour Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Un Crispr est constitué d'une série de petits morceaux d'ADN répétés un grand nombre de fois et séparés entre eux par des séquences uniques appelées espaceurs. Les Crispr sont synthétisés en ARN appelés ARN interférents, qui présentent des homologies avec des ADN étrangers, appartenant à un virus par exemple. Lorsque le virus en question pénètre dans la bactérie, les ARN interférents se lient sur son ADN avec l'aide de protéines appelées Cas. Cela conduit au découpage du génome de l'envahisseur et à sa destruction. Les Crispr représentent ainsi une sorte de mécanisme immunitaire qui protège les bactéries contre les virus.

Une arme contre les super germes

Pourrait-on utiliser les Crispr comme outil pour éliminer les bactéries ? Pour le savoir, les chercheurs ont modifié génétiquement un Crispr pour qu'il reconnaisse un génome bactérien particulier plutôt qu'un virus. Ils ont ensuite introduit ce système à l'intérieur de la bactérie ciblée : cette opération a alors conduit à son suicide. En d'autres termes, les chercheurs ont réussi à fabriquer un Crisp capable d'induire la mort bactérienne.

Schéma explicatif montrant l’effet de la stratégie Crispr sur une population bactérienne. Dans ce cas précis seule la bactérie verte est détruite. Les autres ne sont pas touchées. © Ahmed A. Gomaa et al., mbio

Les auteurs ont alors utilisé cette tactique pour tuer une espèce bactérienne spécifique présente à l'intérieur d'une communauté complexe. « Nous avons réussi à éliminer les salmonelles dans une culture sans toucher aux bactéries bénéfiques présentes dans le tube digestif », explique Chase Beisel, le directeur de l'étude. « D'autre part, avec cette approche, nous contournons les problèmes de résistance que l'on retrouve très souvent en utilisant des antibiotiques classiques », poursuit-il.

Ces résultats prometteurs montrent l'efficacité des Crispr comme antibactériens. Mais les auteurs ne sont pas au bout de leur peine et doivent maintenant mettre au point une méthode efficace pour introduire facilement les Crispr à l'intérieur d'une population bactérienne in vivo. De nombreux travaux sont donc nécessaires avant l'utilisation des Crispr comme nouvelle solution thérapeutique.