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Face à l’antibiorésistance, une nouvelle arme tueuse de bactéries

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Des chercheurs de l’Institut Pasteur, du CNRS et de l’Universidad Politécnica de Madrid, sont parvenus à programmer une structure génétique bactérienne, la rendant capable de tuer spécifiquement les bactéries multi résistantes aux antibiotiques, sans détruire les bactéries bénéfiques à l’organisme. 

Une équipe scientifique de l’équipe Plasticité du génome bactérien – UMR3525, Génétique des génomes (Institut Pasteur/CNRS) a mis au point une stratégie alternative basée sur l’expression spécifique de toxines extrêmement puissantes délivrées par conjugaison. La conjugaison est la capacité des bactéries à s’échanger des gènes, grâce aux plasmides, des molécules d’ADN spécifiques aux génomes bactériens : le gène codant pour la toxine est donc à l’intérieur du plasmide.

« L’utilisation des toxines issues du système « toxine-antitoxine de type II », nous a paru judicieuse, car il s’avère que les bactéries ne développent pas de phénomène de résistance face à cet arsenal. Afin de contrôler ces toxines, nous avons séparé leurs gènes en deux fragments. Ainsi, nous nous assurions qu’elles ne seraient efficaces qu’en présence des deux morceaux recombinés » explique Didier Mazel, principal auteur de l’étude.

Les chercheurs ont vérifié la spécificité de cette toxine chez Vibrio cholerae, une bactérie marine qui a pour hôtes naturels certains poissons et crustacés. Nous avons d’abord cherché à la faire exprimer chez Vibrio.C, grâce à un promoteur (région de l’ADN indispensable à la transcription) spécifiquement reconnu par cette bactérie qui exprime le complexe de la toxine et l’active » poursuit-t-il. Puis, ils ont affiné encore plus cette “arme” pour que la toxine puisse cibler uniquement les souches de Vibrio.C résistantes aux antibiotiques. Les scientifiques ont alors créé un module génétique exprimant une antitoxine qui s’éteint lorsque la bactérie contient des gènes de résistances. En conjuguant ces deux procédés, ils ont mis au point une structure génétique dont l’efficacité a été vérifiée in vivo.  « Le niveau d’échappement de cette stratégie alternative est très faible. Elle peut être adaptée à la destruction spécifique de nombreux autres pathogènes», conclut le chercheur de Pasteur.  Un brevet a été déposé par les deux organismes français.

 “Engineered toxin-intein antimicrobials can selectively target and kill antibiotic-resistant bacteria in mixed populations”. Authors: Rocío López-Igual, Joaquín Bernal-Bayard, Alfonso Rodríguez-Patón, Jean-Marc Ghigo, and Didier Mazel. Nature Biotechnology 15 avril 2019
DOI: 10.1038/s41587-019-0105-3