Les phages sont des virus qui infectent les bactéries. © Design Cells, Fotolia

Santé

Des virus bactériophages géants dans le microbiote intestinal

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Les bactéries, tout comme les cellules animales et végétales, sont attaquées par des virus : ces virus mangeurs de bactéries sont appelés bactériophages, ou phages. Des chercheurs ont identifié dans le microbiote intestinal de chasseurs-cueilleurs des phages au génome particulièrement grand.

Les phages sont des virus qui s'attaquent aux bactéries. Ils se trouvent partout où les bactéries sont présentes : dans l'environnement, mais aussi dans notre microbiote intestinal. Certains phages, dits lytiques, détruisent complètement leur bactérie cible. Ces prédateurs naturels des bactéries participent à l'équilibre des écosystèmes microbiens. Les phages lytiques sont d'ailleurs utilisés pour lutter contre des infections bactériennes, grâce à la phagothérapie.

Il existe aussi des phages qui insèrent leurs gènes dans le génome des bactéries qu'ils infectent : ces phages dits « tempérés » permettent le transfert horizontal de gènes et donc l'évolution des micro-organismes. Ils apportent parfois aux bactéries de nouvelles propriétés, comme l'explique Jill Banfield, professeur à l'université de Californie à Berkeley : « Les phages sont bien connus pour porter des gènes responsables de maladies et des gènes codant pour la résistance aux antibiotiques. » Par exemple, des gènes provenant de phages peuvent coder pour des toxines qui aggravent certaines infections bactériennes.

Mais le monde des phages reste encore très méconnu... Dans un article paru dans Nature Microbiology, l'équipe de Jill Banfield décrit de gros virus bactériophages, des « mégaphages », trouvés dans l'intestin humain. Pour ce travail, les chercheurs ont séquencé des bactéries intestinales d'habitants du Bangladesh.

En reconstituant le génome de ces phages géants, les chercheurs se sont aperçus qu'ils faisaient plus de 540 kilobases, c'est-à-dire qu'ils étaient dix fois plus gros que la moyenne des phages. En 2016, on comptait 93 phages avec un génome supérieur à 200 kilobases et aucun à plus de 500 kilobases. Les auteurs notent aussi que ces « génomes présentent plusieurs caractéristiques intéressantes, notamment l'utilisation d'un code génétique alternatif ».

Les bactéries Prevotella se trouvent dans les microbiotes de personnes qui ont une alimentation riche en fibres. © Kateryna_Kon, Fotolia

Les plus gros phages connus dans le microbiote intestinal humain

L'enveloppe des mégaphages, la capside, devait vraisemblablement mesurer 200 à 300 nm de diamètre, ce qui s'approche de la taille de certaines petites bactéries. Les phages, comme les virus en général, se trouvent à la frontière du monde vivant. Mais les virus géants s'approchent de la taille des cellules du monde « vivant » : « Ces énormes entités comblent le fossé entre ce que nous considérons comme non-vie et vie. » Les mégaphages trouvés dans cette étude ont été appelés phages Lak, en référence à la région du Bangladesh où ils ont été trouvés, le Laksham.

Les chercheurs ont trouvé des fragments de gènes de ces mégaphages dans des bactéries Prevotella, qui seraient donc les bactéries cibles de ces phages. Or, Prevotella est rare dans le microbiote intestinal des personnes qui ont un régime de type occidental, riche en viandes, graisses et sucres. Les mégaphages étaient aussi présents dans le microbiote intestinal de chasseurs-cueilleurs de la tribu Hadza en Tanzanie. Les chercheurs les ont aussi trouvés chez des animaux : des babouins étudiés au Kenya et des cochons élevés au Danemark. On peut donc penser que ces phages peuvent passer d'une espèce animale à une autre.

La bactérie Prevotella est associée à des infections respiratoires et à la maladie parodontale, ce qui suggère que l'étude des mégaphages pourrait aider à trouver des traitements contre ces infections. La découverte de ces phages ouvre aussi la possibilité d'identifier de nouveaux gènes et de nouvelles protéines aux fonctions encore inconnues.

  • Des chercheurs américains ont trouvé des phages géants dans le microbiote intestinal d’habitants du Bangladesh.
  • Ces phages semblent spécifiques de Prevotella, une bactérie généralement absente dans le microbiote intestinal de type « occidental ».
  • Ces phages possèdent un génome dix fois plus gros que la moyenne des phages connus.
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