Un nouvel outil permettant de muter les bactériophages – des virus qui infectent les bactéries – constitue un « grand pas en avant » dans notre compréhension de leur fonctionnement et dans notre capacité à exploiter leur plein potentiel.
Développée par des chercheurs du Département de microbiologie et d’immunologie de l’Université d’Otago – Ōtākou Whakaihu Waka, Nouvelle-Zélande, la méthode figure sur la dernière couverture d’une prestigieuse revue internationale. Microbiologie naturelle.
L’auteur principal, le professeur Peter Fineran, affirme que les bactériophages, ou simplement les phages, ont un « potentiel énorme » pour lutter contre la crise de la résistance aux antimicrobiens et pour accroître l’agriculture durable comme alternative aux produits agrochimiques, car ils peuvent détruire les bactéries.
« Mais notre connaissance des phages ressemble probablement à celle des antibiotiques dans les années 1950. De nombreux gènes de phages se trouvent actuellement dans le domaine de la matière noire microbienne – codant pour des fonctions que nous ne comprenons tout simplement pas – ce qui limite notre capacité à utiliser les phages dans les soins de santé et la biotechnologie.
« Ce nouveau développement constitue un grand pas en avant dans la manière dont nous pouvons comprendre rapidement la biologie des phages, puis utiliser ces connaissances pour améliorer le fonctionnement des phages et nous aider à atteindre nos objectifs. »
Le Dr Manuela Fuchs, co-auteur principal, affirme que la nouvelle méthode permet une mutagenèse de bactériophages à l’échelle du génome à l’aide de la technologie CRISPR-Cas.
Les chercheurs ont utilisé le séquençage par insertion de transposons – utilisant un morceau d’ADN mobile qui peut pénétrer et perturber un gène – combiné à une sélection basée sur CRISPR-anti-CRISPR, pour sélectionner les phages qui ont été mutés. Cela leur permet d’identifier les gènes essentiels et les gènes non essentiels à la survie des phages.
Une fois cela établi, nous avons pensé que nous pourrions étendre la technique et également l’utiliser pour ajouter des gènes directement dans les génomes des phages. Nous avons essentiellement découvert qu’il était possible de charger des gènes supplémentaires sur ce transposon, et pas seulement sur notre protéine anti-CRISPR. Bien que nous ayons ajouté un marqueur fluorescent, il pourrait être utilisé, par exemple, pour ajouter des gènes anti-défense supplémentaires aux phages, afin d’améliorer leur potentiel thérapeutique.
M. Manuela Fuchs, co-auteur principal, Université d’Otago
L’auteur principal, le Dr Leah Smith, affirme que la méthode permet aux gènes d’être automatiquement insérés quelque part tout en conservant la fonction du phage.
« Il s’agit d’un moyen systématique, largement applicable et rentable non seulement d’étudier la fonction des gènes, mais également de modifier rapidement les génomes des phages.
« Cela ouvre de nouvelles opportunités tant pour la recherche fondamentale que pour le développement thérapeutique futur. »
Un exemple particulier serait celui des biofilms, qui peuvent provoquer des infections difficiles à traiter sur les implants prothétiques et les dispositifs médicaux.
« Grâce à cette nouvelle technique, nous pourrions rapidement charger les phages pour qu’ils contiennent davantage d’éléments qui arrêtent certaines défenses bactériennes afin qu’ils puissent être exploités pour tuer plus facilement les agents pathogènes », explique le Dr Smith.
