Des bactéries modifiées pour traiter les infections résistantes aux antibiotiques

Les scientifiques du Centre de régulation génomique (CRG) et sa société dérivée Pulmobiotics S.L. ont créé la première « pilule vivante », en fait une bactérie génétiquement modifiée, pour traiter les bactéries résistantes aux antibiotiques qui se propagent à la surface des implants médicaux.

L’équipe scientifique, qui publie mercredi les résultats de ses travaux dans la revue Molecular Systems Biology, a modifié génétiquement une bactérie à l’origine de maladies pulmonaires afin d’éliminer sa capacité à acquérir une résistance aux antibiotiques et de la transformer pour qu’elle s’attaque aux microbes nuisibles.

Comme l’a expliqué à Efe le directeur du CRG et co-auteur de l’étude, Luis Serrano, ce traitement expérimental a déjà été testé avec succès sur des cathéters infectés in vitro, ex vivo et in vivo chez la souris et dans des infections pulmonaires en utilisant ces trois méthodes de test.

M. Serrano a expliqué que l’obtention de la bactérie modifiée pour combattre la bactérie infectante est le résultat de 20 ans de recherches, qu’il a lui-même commencées lorsqu’il travaillait en Allemagne, et a souligné que l’inoculation de la thérapie sous la peau des souris a mis fin aux infections chez 82 % des animaux traités.

Bien que d’autres équipes travaillent à la modification des microbes pour les utiliser dans les infections de la peau ou le cancer du côlon, M. Serrano a souligné que cette découverte est la première pour une maladie pulmonaire, et une première étape « très importante » vers le développement de nouveaux traitements pour les infections touchant les implants médicaux – cathéters, stimulateurs cardiaques et prothèses – qui sont très résistants aux antibiotiques et causent 80 % de toutes les infections nosocomiales.

Le nouveau traitement, mis au point avec le soutien financier de la Fondation « la Caixa », du Conseil européen de la recherche (CER), du projet MycoSynVac de l’Union européenne, du gouvernement catalan et de l’Institut de santé Carlos III, cible spécifiquement les biofilms, c’est-à-dire les films que les colonies de cellules bactériennes collent à une surface pour se protéger des antibiotiques.

Les conséquences des implants médicaux

Selon M. Serrano, les surfaces des implants médicaux présentent les conditions idéales pour développer des biofilms, où ils forment des structures impénétrables qui empêchent les antibiotiques ou le système immunitaire humain de détruire les bactéries intégrées.

Les chercheurs préviennent que les bactéries associées aux biofilms peuvent être 1 000 fois plus résistantes aux antibiotiques que les bactéries libres, comme le Staphylococcus aureus, l’une des espèces de bactéries les plus courantes associées aux biofilms.

Selon les médecins, les infections à S. aureus ne répondent pas aux antibiotiques conventionnels, ce qui oblige les patients à subir une intervention chirurgicale pour retirer les implants médicaux infectés ou à utiliser des solutions de rechange à base d’anticorps ou d’enzymes, un traitement à large spectre hautement toxique pour les tissus et les cellules sains, avec des effets secondaires indésirables.

Dans cette recherche, l’hypothèse de départ était d’introduire des organismes vivants – des bactéries – produisant des enzymes directement à proximité des biofilms comme moyen plus sûr et moins coûteux de traiter les infections.

M. Serrano a souligné que « les bactéries sont un vecteur idéal, car elles ont de petits génomes qui peuvent être modifiés par une simple manipulation génétique ».

En outre, ils ont choisi de modifier Mycoplasma pneumoniae, une espèce commune de bactérie affectant le poumon qui ne possède pas de paroi cellulaire, ce qui facilite la libération de molécules thérapeutiques qui combattent l’infection tout en évitant la détection par le système immunitaire humain.

Les chercheurs ont modifié M. pneumoniae pour qu’il soit exempt de maladie et produise deux enzymes distinctes qui dissolvent les biofilms et attaquent les parois cellulaires des bactéries intégrées.

Les bactéries sont des véhicules idéaux pour la « médecine vivante », car elles peuvent transporter n’importe quelle protéine thérapeutique pour traiter la cause d’une maladie. L’un des grands avantages de cette technologie est qu’une fois arrivés à destination, les vecteurs bactériens permettent une production continue et localisée de la molécule thérapeutique », a déclaré M. Serrano.

Selon le directeur du CRG, « comme tout véhicule, notre bactérie peut être modifiée avec différentes charges utiles ciblant différentes maladies, avec davantage d’applications potentielles à l’avenir ».

« Notre technologie, basée sur la biologie synthétique et les biothérapies vivantes, a été conçue pour répondre à toutes les normes de sécurité et d’efficacité. Notre prochain défi est de nous attaquer à la production et à la fabrication à grande échelle, et nous prévoyons de commencer les essais cliniques en 2023 », a annoncé Maria Lluch, responsable scientifique de Pulmobiotics – une entreprise créée par le CRG.

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