0
Suivez-nous
Bulletin
Les bactéries et les virus qui les infectent, appelés phages, sont engagés dans une course aux armements évolutive. Mais cette évolution suit une trajectoire différente lorsque la bataille se déroule en microgravité, révèle une étude menée à bord de la Station spatiale internationale (ISS).
À mesure que les bactéries et les phages s’affrontent, les bactéries développent de meilleures défenses pour survivre tandis que les phages développent de nouvelles façons de pénétrer ces défenses. La nouvelle étude, publiée le 13 janvier dans la revue Biologie PLOSdétaille comment cette escarmouche se déroule dans l’espace et révèle des informations qui pourraient nous aider à concevoir de meilleurs médicaments contre les bactéries résistantes aux antibiotiques sur Terre.
L’analyse des échantillons de la station spatiale a révélé que la microgravité modifiait fondamentalement la vitesse et la nature de l’infection par les phages.
Même si les phages pouvaient encore infecter et tuer les bactéries dans l’espace, le processus prenait plus de temps que dans les échantillons terrestres. Dans un étude antérieureles mêmes chercheurs avaient émis l’hypothèse que les cycles d’infection en microgravité seraient plus lents parce que les fluides ne se mélangent pas aussi bien en microgravité que dans la gravité terrestre.
« Cette nouvelle étude valide notre hypothèse et nos attentes », a déclaré l’auteur principal de l’étude. Srivatsan Ramanprofesseur agrégé au Département de biochimie de l’Université du Wisconsin-Madison.
Sur Terre, les fluides dans lesquels se trouvent les bactéries et les virus sont constamment agités par la gravité : l’eau chaude monte, l’eau froide coule et les particules plus lourdes se déposent au fond. Cela permet à tout de bouger et de se heurter.
Dans l’espace, il n’y a pas de mouvement ; tout flotte. Ainsi, comme les bactéries et les phages ne se heurtaient pas aussi souvent, les phages ont dû s’adapter à un rythme de vie beaucoup plus lent et devenir plus efficaces pour s’accrocher aux bactéries qui passaient.
Les experts pensent que comprendre cette forme alternative d’évolution des phages pourrait les aider à développer nouvelles thérapies par les phages. Ces traitements émergents contre les infections utilisent des phages pour tuer les bactéries ou rendre les germes plus vulnérables aux antibiotiques traditionnels.
« Si nous pouvons déterminer ce que font les phages au niveau génétique afin de s’adapter à l’environnement de microgravité, nous pouvons appliquer ces connaissances à des expériences avec des bactéries résistantes », Nicolas Caplinun ancien astrobiologiste de l’Agence spatiale européenne qui n’a pas participé à l’étude, a déclaré à Live Science dans un e-mail. « Et cela peut être une étape positive dans la course à l’optimisation des antibiotiques sur Terre. »
Le séquençage du génome entier a révélé que les bactéries et les phages de l’ISS ont accumulé des mutations génétiques distinctives non observées dans les échantillons sur Terre. Les virus spatiaux ont accumulé des mutations spécifiques qui ont renforcé leur capacité à infecter les bactéries, ainsi que leur capacité à se lier aux récepteurs bactériens. Simultanément, le E. coli développé des mutations qui protégeaient contre les attaques des phages – en modifiant leurs récepteurs, par exemple – et amélioraient leur survie en microgravité.
Ensuite, les chercheurs ont utilisé une technique appelée analyse mutationnelle profonde pour examiner les changements dans les protéines de liaison aux récepteurs des virus. Ils ont découvert que les adaptations induites par l’environnement cosmique unique pourraient avoir des applications pratiques dans notre pays.
Lorsque les phages ont été ramenés sur Terre et testés, les changements adaptés à l’espace dans leur protéine de liaison aux récepteurs ont entraîné une activité accrue contre E. coli souches qui provoquent généralement des infections des voies urinaires. Ces souches sont généralement résistantes aux phages T7.
« C’était une découverte fortuite », a déclaré Raman. « Nous ne nous attendions pas à ce que les phages (mutants) que nous avons identifiés sur l’ISS tuent les agents pathogènes sur Terre. »
« Ces résultats montrent comment l’espace peut nous aider à améliorer l’activité des phagothérapies », a déclaré Charlie Moprofesseur adjoint au département de bactériologie de l’université du Wisconsin-Madison qui n’a pas participé à l’étude.
« Cependant », a ajouté Mo, « nous devons prendre en compte le coût de l’envoi de phages dans l’espace ou de la simulation de la microgravité sur Terre pour obtenir ces résultats. »
En plus d’aider à lutter contre les infections chez les patients terrestres, la recherche pourrait contribuer à produire des thérapies phagiques plus efficaces à utiliser en microgravité, a suggéré Mo. « Cela pourrait être important pour la santé des astronautes lors de missions spatiales à long terme, par exemple des missions sur la Lune ou sur Mars, ou des séjours prolongés sur l’ISS. »
