Concevoir des traitements efficaces contre la tuberculose multirésistante basés sur le séquençage de l’ADN

À l’échelle mondiale, la tuberculose est la maladie infectieuse bactérienne la plus courante entraînant la mort. L’agent pathogène responsable de la tuberculose, Mycobacterium tuberculosis, présente un certain nombre de particularités. La première est qu’elle se développe très lentement. Alors que d’autres agents pathogènes typiques, tels que le pneumocoque et les pseudomonades, peuvent déjà être identifiés par leur croissance dans le laboratoire microbiologique au cours des 72 premières heures, plusieurs semaines s’écoulent généralement avant que les bactéries de la tuberculose ne se développent dans le laboratoire. Ainsi, il faut souvent un à deux mois avant que l’efficacité des médicaments individuels puisse être testée.

Cependant, ces tests d’efficacité sont essentiels pour le traitement efficace de la tuberculose multirésistante (MDR-TB), qui devient de plus en plus courante. Dans ces cas, le pathogène est devenu résistant, c’est-à-dire insensible, aux meilleurs médicaments antituberculeux, la rifampicine et l’isoniazide. Cela est dû à des changements dans le génome, appelés mutations, qui se produisent presque toujours aux mêmes points du génome. Le traitement de la TB-MR est long, coûteux et fréquemment associé à des effets secondaires.

Pour la sélection d’antibiotiques dans une thérapie combinée, les médecins se sont jusqu’à présent appuyés sur les résultats du test de dépistage de drogue après la culture. «Actuellement, 15 médicaments sont disponibles pour le traitement de deuxième intention, dont au moins quatre sont utilisés en association», explique le Pr Christoph Lange, coordinateur de l’étude clinique au Centre de recherche de Borstel.

Afin d’accélérer le choix des antibiotiques les plus efficaces, les scientifiques du DZIF du Centre de Recherche Borstel, dirigé par le Pr Stefan Niemann, ont créé un catalogue de mutations dans le matériel génétique des bactéries de la tuberculose qui permet de prédire les résistances aux antibiotiques des bactéries contre tous les médicaments. Contrairement à de nombreuses autres bactéries, le matériel génétique des bactéries de la tuberculose ne change guère au fil du temps. Le génome des bactéries de la tuberculose contient environ 4,4 millions de blocs de construction (paires de bases) qui stockent les informations pour environ 4 000 gènes.

Hans-Peter Grobbel, étudiant en médecine et boursier prédoctoral DZIF dans l’équipe de Christoph Lange, soutenu par son camarade Niklas Köhler, le professeur Matthias Merker, le Dr Sönke Andres et le Dr Harald Hoffmans, a examiné les résultats des prévisions de résistance aux antibiotiques à travers des analyses globales du génome. En utilisant des bactéries de la tuberculose provenant de 70 patients atteints de tuberculose-MR traités au département de médecine de Borstel, les chercheurs ont comparé la prédiction moléculaire de la résistance aux antibiotiques aux résultats réels des tests de culture. Ils ont été fournis par le professeur Florian Maurer, chef du laboratoire national de référence pour les bactéries de la tuberculose à Borstel. Les scientifiques ont également examiné si des combinaisons fiables de médicaments pour le traitement de la MDR-TB pouvaient être compilées sur la base de la prédiction du matériel génétique de la bactérie.

Quatre-vingt-dix-neuf pour cent de tous les médicaments dans les thérapies combinées que nous avons assemblés sur la base des résultats de prédictions moléculaires à partir du matériel génétique des bactéries de la tuberculose sont également efficaces selon les tests microbiologiques traditionnels de résistance aux antibiotiques. « 

Hans-Peter Grobbel, étudiant en médecine et boursier prédoctoral DZIF

À l’heure actuelle, les méthodes moléculaires sont à la fois bon marché et rapides. Idéalement, les patients peuvent déjà recevoir un traitement personnalisé contre la tuberculose multirésistante au cours de la première semaine de leur diagnostic de tuberculose.