Microbiologie - «Pourquoi une souche serait-elle plus virulente qu’une autre?»

Pierre Vallée Collaboration spéciale
Les chercheurs tentent de mieux comprendre le fonctionnement et l’évolution des bactéries pour prévenir les maladies.
Photo: Agence France-Presse (photo) Bruno Ferrandez Les chercheurs tentent de mieux comprendre le fonctionnement et l’évolution des bactéries pour prévenir les maladies.

Ce texte fait partie du cahier spécial Éducation/Recherche universitaire

L’épidémie de bactérie Clostridium difficile dans les hôpitaux québécois, en 2003 et 2004, fut une cruelle démonstration des ravages que peut entraîner une bactérie pathogène. Elle a aussi amené certains chercheurs à tenter de mieux comprendre le fonctionnement et l’évolution de cette bactérie.


Louis-Charles Fortier, professeur et chercheur en microbiologie à l’Université de Sherbrooke, de concert avec son équipe, cherche à comprendre le fonctionnement de cette bactérie et en particulier le rôle que les bactériophages y jouent. « Mes recherches postdoctorales portaient déjà sur les bactériophages, explique Louis-Charles Fortier, et l’épidémie de 2003 et 2004 m’a amené à concentrer mes recherches sur la bactérie C. difficile. »


Un bactériophage, ou phage, est un virus qui ne s’attaque qu’à des bactéries. On en distingue deux types : le phage lytique et le phage tempéré ou latent. Dans le premier cas, le phage infecte la bactérie et vient s’inscrire dans le génome de la bactérie, ce qui lui permet de se répliquer. La multiplication des phages provoque ensuite la lyse, ou éclatement, de la bactérie, ce qui entraîne sa mort. Les phages ainsi libérés iront ensuite infecter d’autres bactéries. Dans le second cas, le phage infecte la bactérie et s’inscrit dans son génome, mais des protéines répriment sa réplication, le phage devenant alors latent. On parle alors d’un prophage. « Mais si la bactérie subit un stress, comme celui provoqué par sa rencontre avec un antibiotique, par exemple, le prophage peut s’exciser du génome, se répliquer et provoquer la lyse de la bactérie. »


Puisque les bactériophages tuent des bactéries, ne pourrait-on pas les utiliser de façon thérapeutique pour combattre les bactéries pathogènes, comme on le fait avec les antibiotiques ? La communauté scientifique internationale a choisi d’explorer cette piste en développant la phagothérapie, pour le moment limitée aux expériences en laboratoire, car la majorité des pays n’ont pas approuvé la phagothérapie comme traitement clinique.


« C’est d’abord sur ce sujet que nos premières recherches ont porté. On a cherché des phages spécifiques capables de provoquer la lyse de la bactérie C. difficile, mais on n’en a pas trouvé. D’ailleurs, aucun autre chercheur n’a réussi à en trouver. »


Il a donc fallu trouver un autre axe de recherche. Louis-Charles Fortier s’est alors penché sur le rôle des bactériophages et leurs liens avec les bactéries. Ses recherches ont ensuite démontré que la présence de prophages dans certaines souches de C. difficile augmentait la production de toxines, rendant ces souches plus virulentes et les symptômes de l’infection plus sévères. On a aussi réalisé que la souche la plus répandue de la bactérie C. difficile variait en sévérité.


« Pourquoi une souche serait-elle plus virulente qu’une autre ? Et pourquoi la sévérité d’une souche pourrait-elle varier ? Si les phages peuvent provoquer la production de toxines, on s’est ensuite demandé s’ils pouvaient alors modifier d’autres aspects du fonctionnement de la bactérie, par exemple modifier son métabolisme, sa croissance, favoriser la sporulation. Et comme ils s’inscrivent dans le génome de la bactérie, peuvent-ils apporter une nouvelle fonction ou une nouvelle propriété à la bactérie ? »

 

Sporulation


Le cas de la sporulation est particulièrement intéressant dans le cas de C. difficile. Rappelons que la sporulation est la formation par une bactérie, comme C. difficile, de spores ou de graines capables, dans certaines conditions, de germer et de produire une nouvelle bactérie. « L’on sait que la bactérie C. difficile ne résiste pas à la présence d’oxygène, elle meurt donc une fois sortie de l’intestin de la personne infectée. En revanche, la spore résiste à l’oxygène et aux antibactériens. Est-elle la grande responsable des infections nosocomiales ? Et si les phages augmentent la sporulation, est-ce là l’explication de la virulence de C. difficile ? »


Si les recherches menées par l’équipe de Louis-Charles Fortier ont démontré que les prophages augmentaient la production de toxines dans la bactérie C. difficile, l’on est encore loin de comprendre le rôle que peuvent jouer les prophages dans le comportement de cette bactérie. « C’est un champ de recherche plutôt nouveau et nous sommes surtout dans la période où nous nous posons une multitude de questions et cherchons à mieux comprendre le rôle des phages et leurs liens avec les bactéries. »


État de la recherche


Plusieurs champs restent donc à explorer. « Par exemple, la flore bactérienne intestinale contient plus d’une centaine d’espèces de bactéries. Quel est le rôle des phages dans la flore intestinale ? Infectent-ils certaines bactéries plus que d’autres ? Les prophages sont-ils aussi inoffensifs qu’on le croit ? Provoquent-ils la lyse de certaines bactéries, libérant ainsi de l’espace et favorisant alors la multiplication de bactéries spécifiques, comme C. difficile ? »


Et quel est leur rôle une fois que les phages se sont inscrits dans le génome d’une bactérie ? « La méthode en génétique aujourd’hui lorsqu’on étudie le génome d’une bactérie est de ne pas considérer les éléments génétiques mobiles, comme les prophages. Pourtant, ces éléments génétiques mobiles peuvent constituer jusqu’à 15 % du génome total d’une bactérie. Ont-ils un rôle ? »


Comme on peut le constater, la recherche sur les bactériophages et leur rôle dans le fonctionnement de la bactérie C. difficile ne fait que débuter. « Nous sommes encore dans une phase d’interrogation. Ce n’est qu’une fois ces connaissances acquises que l’on verra comment elles pourront contribuer à un meilleur contrôle de la bactérie C. difficile. C’est la direction que prend la recherche aujourd’hui, mais la phagothérapie demeure toujours en arrière-plan. »


 

Collaborateur

1 commentaire
  • Bertrand Ducharme - Inscrit 23 février 2013 21 h 04

    Bactériophages vs. antibiotiques

    C'est un fait connu que les épidémies de C. difficile dans nos hôpitaux sont habituellement reliés à la prise de médicaments antibiotiques par les patients. Je trouve curieux et bien particulier que l'équipe du professeur Fortier s'attèle plutôt à l'étude des phages pour «mieux comprendre la bactérie C. difficile». Cela me fait penser au dicton qui énonce que quand le seul outil qu'on a sous la main est un marteau, tous les problèmes ressemblent à des clous. Les spécialisations de recherche sont parfois des oeillères qui empêchent d'analyser les conditions réelles de l'environnement à l'origine des problèmes étudiés.