Nouvel espoir contre les infections résistantes aux antibiotiques
Des recherches montrent que des phages conçus pourraient combattre des bactéries résistantes aux médicaments en toute sécurité.
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Table des matières
- Les Bactériophages comme option de traitement
- Limitations de la thérapie par phages
- Inquiétudes réglementaires
- Création d'un système de bioconfinement pour les phages
- Méthodes utilisées dans l'étude
- Bactéries et conditions de croissance
- Création de mutants phagiques
- Test de l'efficacité des phages
- Observations des expériences
- Performance contre différentes souches bactériennes
- Effets sur les bactéries non ciblées
- Implications pour la thérapie par phages
- Directions futures
- Conclusion
- Source originale
Les antibiotiques sont des médicaments utilisés pour lutter contre les infections causées par des bactéries. Il existe plusieurs types d'antibiotiques, appelés antibiotiques à large spectre, qui peuvent traiter un large éventail d'infections bactériennes. Cependant, une utilisation trop fréquente de ces antibiotiques peut entraîner des bactéries qui ne réagissent plus aux traitements, connues sous le nom de bactéries multirésistantes (MDR). Quand les gens tombent malades à cause de ces bactéries résistantes, ils peuvent avoir des séjours à l'hôpital plus longs et un plus grand risque de mourir. De plus, l'abus d'antibiotiques peut nuire aux bactéries bénéfiques dans notre corps, menant à d'autres problèmes de santé, y compris des maladies chroniques.
Bactériophages comme option de traitement
LesUn traitement alternatif qui est à l'étude pour les infections causées par des bactéries MDR est les bactériophages. Les bactériophages, ou phages pour les intimes, sont des virus qui infectent et tuent les bactéries. L'idée d'utiliser des phages pour traiter les infections bactériennes existe depuis plus d'un siècle, mais elle suscite un nouvel intérêt aujourd'hui. Des études montrent que les phages peuvent traiter efficacement les infections causées par des bactéries MDR et peuvent même bien fonctionner en complément des antibiotiques traditionnels.
Limitations de la thérapie par phages
Malgré le succès de la thérapie par phages, il y a encore des défis à considérer. Les phages ciblent naturellement des bactéries spécifiques. Certains phages peuvent ne pas être efficaces contre certaines souches de bactéries. Les bactéries peuvent également développer une résistance aux phages, tout comme elles peuvent devenir résistantes aux antibiotiques. Il y a aussi des inquiétudes que les phages puissent affecter d'autres bactéries bénéfiques dans le corps.
Pour élargir l'utilisation de la thérapie par phages, les scientifiques investiguent des moyens de modifier les phages. Cela inclut les rendre capables de cibler une plus grande variété de bactéries, d'améliorer leur capacité à tuer, et de s'assurer qu'ils n'affectent pas d'autres bactéries dans le corps.
Inquiétudes réglementaires
Un autre défi avec la thérapie par phages est d'assurer son utilisation sûre. Les organismes de réglementation sont prudents quant à la manière dont les phages modifiés peuvent se comporter dans le corps humain ou dans l'environnement. Une solution pour répondre à ces préoccupations de sécurité est de créer des systèmes qui empêchent les phages modifiés de se propager au-delà de leur utilisation prévue. Cela implique de modifier la composition génétique des phages afin qu'ils ne puissent se répliquer que dans des conditions ou environnements spécifiques.
Création d'un système de bioconfinement pour les phages
Dans cette étude, les chercheurs ont développé un moyen simple de créer un système de bioconfinement pour les phages. Ce système repose sur un type particulier de matériel génétique appelé un tRNA suppresseur d'ambre, qui permet au phage de se répliquer uniquement en présence de ce matériel génétique spécifique. En ingénierie des phages pour qu'ils dépendent de ce tRNA d'ambre, les chercheurs peuvent les empêcher de se répliquer et de se propager de manière non désirée lorsque ce tRNA est absent.
Le système a été testé en utilisant différentes souches de bactéries pour s'assurer qu'il fonctionnait efficacement. Les phages modifiés pouvaient toujours infecter et tuer les bactéries cibles sans nuire aux souches non cibles.
Méthodes utilisées dans l'étude
Bactéries et conditions de croissance
L'étude a utilisé plusieurs souches de bactéries E. coli. Ces souches ont été cultivées dans un bouillon nutritif spécial pour les préparer aux expériences. L'objectif était de voir comment les phages ingénierés se comportaient lorsqu'ils étaient introduits à ces bactéries.
Création de mutants phagiques
Les chercheurs ont conçu des versions mutants d'un phage spécifique appelé ϕX174. Ils ont modifié certains gènes de ces phages pour les rendre dépendants du tRNA d'ambre. Cela a été fait à travers une série d'étapes soigneusement planifiées pour s'assurer que les mutants fonctionnaient correctement.
Test de l'efficacité des phages
Les chercheurs ont testé ces phages modifiés en les exposant à différentes bactéries. Ils ont observé comment bien les phages pouvaient infecter et tuer les bactéries tout en s'assurant qu'ils n'affectaient pas d'autres souches qui n'étaient pas censées être ciblées.
Observations des expériences
Les expériences ont montré que les phages ingénierés étaient efficaces pour infecter leurs bactéries cibles, entraînant la mort cellulaire. De plus, lorsque le tRNA d'ambre n'était pas présent, ces phages ne pouvaient pas se répliquer, ce qui minimisait tout risque de propagation incontrôlée.
Performance contre différentes souches bactériennes
L'étude a révélé que différents phages ingénierés avaient des performances variées selon la souche bactérienne qu'ils ciblaient. Certains montraient une forte lyse, ou destruction des bactéries, tandis que d'autres étaient moins efficaces. Cette variation souligne l'importance de tester les phages sur plusieurs souches bactériennes pour assurer leur efficacité.
Effets sur les bactéries non ciblées
Les phages ingénierés ont été testés sur des souches bactériennes non ciblées pour confirmer qu'ils ne leur feraient pas de mal. Les résultats ont indiqué qu même à des concentrations élevées, les phages n'affectaient pas la croissance de ces souches non ciblées. Cette découverte est significative car elle montre que le système de bioconfinement aide à cibler le traitement par phages uniquement sur les bactéries nuisibles.
Implications pour la thérapie par phages
L'étude suggère que le système de bioconfinement décrit pourrait permettre une utilisation plus large de la thérapie par phages. Cela donne aux scientifiques un outil pour s'assurer que les phages ne peuvent pas se répliquer et se propager de manière non désirée. Comme la thérapie par phages offre une solution potentielle à la résistance aux antibiotiques, avoir une méthode fiable et sûre pour utiliser ces traitements pourrait être très important pour la santé publique.
Directions futures
Il y a encore beaucoup de choses à considérer pour l'avenir. Le système de bioconfinement est actuellement conçu pour E. coli, mais il pourrait potentiellement être adapté à d'autres types de bactéries. Plus de recherches sont nécessaires pour améliorer davantage le système et évaluer son efficacité à plus grande échelle.
Le coût de production des phages modifiés peut être un obstacle à leur utilisation généralisée. Cependant, les chercheurs pensent qu'avec de meilleures méthodes de création de ces phages, les coûts peuvent être maîtrisés. Si cela réussit, cela pourrait mener à des options de traitement plus abordables pour les infections bactériennes.
Conclusion
Utiliser des phages modifiés représente une voie prometteuse pour traiter les infections causées par des bactéries résistantes aux antibiotiques. Le développement d'un système de bioconfinement qui empêche les phages de se répandre trop loin est crucial pour garantir leur utilisation sûre. La recherche continue sur la thérapie par phages aidera à surmonter les limitations actuelles et ouvrira la voie à des traitements innovants qui pourraient sauver des vies dans la lutte contre les infections bactériennes.
Titre: Designing a simple and efficient phage biocontainment system using the amber suppressor
Résumé: Multidrug-resistant infections are becoming increasingly prevalent worldwide. One of the fastest emerging alternative and adjuvant therapies being proposed is phage therapy. Naturally-isolated phages are used in the vast majority of phage therapy treatments today. Engineered phages are being developed to enhance the effectiveness of phage therapy, but concerns over their potential escape remains a salient issue. To address this problem, we designed a biocontained phage system based on conditional replication using amber stop codon suppression. This system can be easily installed on any natural phage with a known genome sequence. To test the system, we mutated the start codons of three essential capsid genes in the phage {phi}X174 to the amber stop codon (TAG). These phages were able to efficiently infect host cells expressing the amber initiator tRNA, which suppresses the amber stop codon and initiates translation at TAG stop codons. The amber phage mutants were also able to successfully infect host cells and reduce their population on solid agar and liquid culture but could not produce infectious particles in the absence of the amber initiator tRNA or complementing capsid gene. We did not detect any growth-inhibiting effects on E. coli strains known to lack a receptor for {phi}X174, and we show that engineered phages have a limited propensity for reversion. The approach outlined here may be useful to control engineered phage replication in both the lab and clinic.
Auteurs: Paul R Jaschke, P. R. Tsoumbris, R. Vincent
Dernière mise à jour: 2024-07-29 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.29.605542
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.29.605542.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
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