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Une bactérie bénigne armée d’une arme de conception CRISPR a été utilisée pour éliminer une bactérie nocive de l’intestin de souris. tout en laissant tous les autres microbes indemnes.

Lutter contre les infections intestinales

Selon Sébastien Rodrigue, de l’université de Sherbrooke, au Canada, cette approche pourrait nous offrir une nouvelle façon de lutter contre les infections intestinales et cutanées résistantes aux antibiotiques, et nous aider à traiter un large éventail de maladies en modifiant le microbiome.

D’autres chercheurs ont montré que cette approche fonctionnait sur des cellules se développant dans des plats, mais l’équipe de Sébastien Rodrigue est la première à la faire fonctionner efficacement sur des animaux. « Et si elle fonctionne chez la souris, elle devrait également fonctionner chez d’autres animaux, y compris l’homme », explique-t-il.

CRISPR est surtout connu comme un outil d’édition des gènes, mais il peut aussi être programmé pour tuer les cellules bactériennes qui contiennent des morceaux spécifiques d’ADN. Le problème est que, pour ce faire, il faut introduire un système CRISPR dans chacune des cellules bactériennes que l’on souhaite tuer. « Le véritable défi est celui de l’acheminement », explique M. Rodrigue.

L’une des façons d’administrer CRISPR est d’exploiter des morceaux d’ADN circulaires dans les bactéries, appelés plasmides conjugués. Ceux-ci portent des gènes qui font que la bactérie les transmet à d’autres cellules bactériennes via un processus appelé conjugaison.

L’équipe de Rodrigue a testé de nombreux plasmides conjugatifs différents dans un groupe commun de bactéries pour trouver celui qui était le plus efficace pour se transférer. Puis ils l’ont fait évoluer en laboratoire pour le rendre encore plus efficace.

Une efficacité de 99,9 %

L’équipe a ajouté les gènes d’un système CRISPR ciblant une souche d’E. coli résistante aux antibiotiques et a placé le plasmide dans une bactérie bénigne utilisée comme probiotique. Lorsque les bactéries armées de CRISPR ont été administrées à des souris, elles ont éliminé 99,9 % des bactéries E. coli en quatre jours.

L’équipe a ensuite ciblé une bactérie appelée Citrobacter rodentium qui endommage gravement l’intestin des souris qu’elle infecte. La bactérie probiotique armée de CRISPR a guéri les infections en quatre jours. « Elle a complètement éliminé la bactérie Citrobacter rodentium », déclare M. Rodrigue.

L’équipe a maintenant commencé à tester cette méthode chez les porcs, où elle pourrait constituer une alternative aux antibiotiques largement utilisés par les éleveurs. Cette méthode est très efficace, affirme Alejandro Chavez, de l’université Columbia, qui n’a pas participé à cette étude. « Globalement, une approche comme celle-ci est certainement possible ».

Limiter l’effet de cette approche

Mais il y a des risques potentiels avec des plasmides conjugatifs aussi efficaces, dit Chavez. Si quelque chose se passait mal, ils pourraient finir par diffuser des gènes indésirables.

Pour s’assurer que rien de tel ne se produise, Rodrigue prévoit de faire en sorte que les plasmides ne persistent pas après un traitement. Une façon d’y parvenir est de supprimer les gènes dont les plasmides ont besoin pour se répliquer, afin qu’ils s’éteignent rapidement.

Une autre solution consiste à faire en sorte que le système CRISPR cible et détruise les plasmides après un certain délai – comme un système d’autodestruction programmé. « C’est la prochaine étape en matière de confinement biologique », déclare M. Rodrigue.

Un moyen de modifier le microbiome intestinal

Les bactéries probiotiques armées de CRISPR agissent efficacement comme un antibiotique hautement sélectif. Elles pourraient être utilisées pour traiter les infections partout où les bactéries peuvent survivre dans l’organisme, de la peau à la vessie.

En outre, presque toutes les maladies, du cancer à la maladie de Crohn, sont associées à des changements dans le microbiome des personnes, explique M. Rodrigue. Il est souvent difficile de savoir si ces changements sont une cause ou une conséquence.

Le fait de disposer d’un outil nous permettant de modifier le microbiome nous aidera à le découvrir et pourrait conduire à de nouveaux traitements. « Nous pourrions utiliser cet outil comme un moyen de modifier le microbiome pour favoriser la santé plutôt que la maladie », ajoute-t-il.

Cette recherche a été publiée dans Molecular Systems Biology.

Source : New Scientist
Crédit photo : depositphotos