Ce contrôle ciblé des phages offre des approches biotechnologiques et thérapeutiques entièrement nouvelles, par exemple. pour les thérapies phagiques. Les résultats produits dans le cadre d'une bourse ERC ont été publiés dans le Journal de l'American Chemical Society .

Le corps humain et son microbiote abritent une grande quantité de phages. Ceux-ci infectent les bactéries sous forme de particules virales pour assurer leur propre survie. L'une de leurs stratégies est de s'intégrer dans le génome bactérien et de se multiplier par division cellulaire bactérienne. Cependant, les molécules de signal externes peuvent déclencher le réveil soudain des phages de leur stade de dormance. Une fois activé, ils détruisent leur hôte, la bactérie, et libèrent ainsi leurs particules virales nouvellement produites. Avec une prestigieuse ERC Consolidator Grant du Conseil européen de la recherche, Thomas Böttcher étudie le passage du mode de vie endormi (lysogène) au mode de vie activé (lytique) des phages.

Guerre entre microbes

"Nous savons déjà que les phages influencent de manière décisive la dynamique des populations de bactéries et que les micro-organismes rivalisent en utilisant des armes chimiques, " dit Thomas Böttcher, Professeur de biochimie microbienne de la Faculté de chimie et du Centre de microbiologie et de science des systèmes environnementaux. « Nous voulions maintenant examiner si, dans les écosystèmes microbiens complexes, il y a aussi des microbes qui activent spécifiquement les phages afin de les utiliser contre leurs concurrents."

En effet, les chercheurs ont pu montrer que la bactérie Pseudomonas aeruginosa produit de grandes quantités d'une molécule signal qui déclenche la conversion d'un phage, résidant dans une souche de l'espèce Staphylococcus aureus , d'un compagnon silencieux à un parasite mortel.

Activation des phages hautement sélective

"Nous avons été complètement surpris de découvrir que le composé chimique pyocyanine, que nous avons pu isoler et synthétiser, n'a activé que spécifiquement l'un des nombreux phages de Staphylococcus aureus . La pyocyanine est donc un agent hautement sélectif, " dit la co-auteur Magdalena Jancheva.

Le médicament mitomycine C induit des dommages à l'ADN dans les cellules bactériennes et amène les phages à quitter leur hôte mourant, mais selon Thomas Böttcher, "il active tous les phages de la bactérie de manière non sélective." Les chercheurs ont également observé que la pyocyanine libère encore plus de phages dans Staphylococcus aureus que la mitomycine C, la pyocyanine avait donc un « effet remarquablement fort ».

La découverte ouvre de nouvelles perspectives

L'espèce bactérienne Pseudomonas aeruginosa et Staphylococcus aureus occupent la même niche écologique dans le corps humain. En tant qu'agents pathogènes, ils surviennent fréquemment dans les poumons des patients atteints de mucoviscidose, une maladie métabolique congénitale. Staphylocoque les bactéries dominent à un jeune âge, tandis que Pseudomonas les bactéries deviennent plus répandues avec l'âge.

La présente étude démontre l'efficacité de l'activation des phages latents par des agents de signalisation chimiques dans la bataille pour l'espace et les ressources entre les souches bactériennes. Il fournit la première preuve que les agents de signalisation chimiques peuvent présenter une sélectivité pour des phages spécifiques dans une souche bactérienne polylysogène. Ici, le phage activé (phiMBL3) a révélé un commutateur moléculaire auparavant inconnu à travers lequel l'agent de signalisation agit.

"Certaines molécules de signalisation pourraient permettre de lutter contre les agents pathogènes via l'activation des phages - elles pourraient ainsi être utilisées pour initier une phagothérapie interne, " déclare Thomas Böttcher. En même temps, les commutateurs moléculaires des phages, qui déclenchent sélectivement la production de particules virales par l'intermédiaire d'une molécule de signalisation telle que la pyocyanine, pourrait également servir de nouvel outil pour la biotechnologie ou la biologie synthétique. « Nos découvertes ouvrent un large champ dans lequel nous voulons avancer, " concluent les chercheurs.