La découverte est la première à cibler les « persisters » bactériens responsables de nombreuses maladies persistantes

Des chercheurs de l’Institut Wyss pour l’ingénierie inspirée par la biologie de l’Université de Harvard et de l’Université de Boston ont développé une approche efficace et peu coûteuse pour traiter les infections bactériennes chroniques, telles que le staphylocoque et les voies urinaires, et potentiellement même le streptocoque et la tuberculose. Leurs conclusions apparaissent dans le numéro du 12 mai de Nature.

Les infections chroniques et récurrentes sont généralement causées par des « persisters » bactériens – une petite sous-population de bactéries qui parviennent à survivre à un assaut d’antibiotiques en se fermant essentiellement et en « dormant » à travers lui, même si leurs homologues, qui sont éveillés, sont tués.

En conséquence, le patient semble initialement être complètement rétabli, mais au fil des semaines, voire des mois, les persisters commencent à revenir à la vie, souvent plus forts et plus agressifs que jamais, et la maladie est de retour. La persistance bactérienne est un obstacle majeur au succès du traitement des maladies infectieuses. Elle peut prolonger les maladies pendant des mois, provoquer la propagation des infections aux reins et à d’autres organes, et faire grimper en flèche les coûts de traitement. Compte tenu de son impact négatif important, la persistance bactérienne est devenue un domaine de recherche croissant, mais à ce jour, aucun traitement ciblant directement les persisters n’a été développé.

Contrairement aux bactéries résistantes aux antibiotiques, dont la capacité à résister aux traitements médicamenteux repose sur des différences génétiques, les persisters sont génétiquement identiques aux autres membres de leur communauté bactérienne. Ce qui les sépare du peloton est leur capacité à passer en mode économie d’énergie.

Mais une équipe de recherche dirigée par James J. Collins, Ph.D., a maintenant découvert un moyen peu coûteux et efficace de réveiller ces dormeurs bactériens, en utilisant du sucre pour les stimuler dans un état actif dans lequel ils sont tout aussi vulnérables aux antibiotiques que les autres dans leur communauté.

Collins est un membre principal de la faculté de l’Institut Wyss, un professeur d’ingénierie biomédicale à l’Université de Boston, et un chercheur de l’Institut médical Howard Hughes. Kyle Allison, de l’Institut médical Howard Hughes et de l’Université de Boston, est le premier auteur, et Mark Brynildsen, professeur adjoint au département de génie chimique et biologique de l’Université de Princeton, est un auteur collaborateur.

Leur approche consiste à ajouter du sucre à l’antibiotique. Le sucre agit comme un stimulant, ce qui a pour effet de réactiver les réactions normales de la bactérie, comme la mort lorsqu’elle est confrontée à un antibiotique mortel. Allison compare l’effet du sucre à une tasse de café bactérien ou au cri d’un réveil.

En utilisant cette stratégie sur la bactérie E. coli, qui peut causer des infections urinaires, l’équipe a pu éliminer 99,9 % des persisters en seulement deux heures, contre aucune élimination sans sucre. L’approche s’est avérée tout aussi efficace pour tuer la bactérie responsable des infections à staphylocoque. « Notre objectif était d’améliorer l’efficacité des antibiotiques existants, plutôt que d’en inventer de nouveaux, ce qui peut être un processus long et coûteux », explique Allison.

Ces résultats ont le potentiel d’améliorer la vie d’un nombre incalculable de personnes qui luttent contre des infections lancinantes, tout en réduisant considérablement les coûts des soins de santé. Mais, l’impact le plus significatif pourrait finalement être ressenti par les personnes qui souffrent de la tuberculose dans le monde entier, ce qui est le prochain objectif de la recherche d’Allison et Collins.

La tuberculose, qui est une infection bactérienne chronique qui affecte les poumons, cause plus de décès que toute autre maladie infectieuse. L’Organisation mondiale de la santé rapporte qu’environ 4 700 personnes meurent de la tuberculose chaque jour. Le traitement prend généralement de cinq à neuf mois.