BACTÉRIES: Une nouvelle stratégie à l’attaque des biofilms – Science

Le biofilm bactérien, à l'origine d'infections chroniques pourrait être vaincu par cette nouvelle technique de marquage fluorescent et de microscopie optique de super-résolution, qui révèle, dans la revue Science du 13 juillet, la structure de ces plaques bactériennes collantes qui rendent les infections si tenaces. L'étude identifie des cibles génétiques pour de nouveaux médicaments capables briser la communauté bactérienne du biofilm et exposer les bactéries à la puissance de destruction des antibiotiques.

La microscopie en super-résolution utilisée pour cette recherche de l'Université de Californie (Berkeley) a permis de visualiser les détails de la structure du biofilm et d'imaginer cet éventuel plan d'attaque contre de nombreuses maladies bactériennes, telles que le choléra, les infections pulmonaires comme la fibrose kystique ou la sinusite chronique qui forment des biofilms rendant les bactéries résistantes aux antibiotiques. L'utilisation d'une technique de marquage fluorescent a permis aux chercheurs d'examiner la structure des biofilms bactériens, explique l'auteur principal, Veysel Berk, stagiaire postdoctoral à l'UC Berkeley.

Dans leur habitat naturel, 99,9% des bactéries « vivent en communauté » et se fixent entre elles à des surfaces formant des biofilms. Selon les National Institutes of Health (NIH) américains, 80% des infections chez les humains seraient liés à des biofilms. Les chercheurs ont zoomé sur ces biofilms et compris comment les biofilms se développent à partir d'une seule cellule et se rassemblent pour former des plaques entières.

Parvenir à prendre ces forteresses ou même empêcher leur construction : Ce travail pourrait ouvrir la voie à de nouvelles stratégies de lutte contre les maladies infectieuses ainsi qu'à des applications bactériologiques en milieux environnementaux et industriels. Les bactéries ne sont pas solitaires, elles passent le plus clair de leur vie en colonies ou en biofilms, même dans le corps humain. Alors que les bactéries isolées peuvent être plus sensibles aux antibiotiques, les films peuvent être 1.000 fois plus résistants et ne peuvent être enlevés chirurgicalement.

Le cas des implants : En particulier, dans le cas des implants, tels que les stimulateurs cardiaques, les stents et les prothèses, les infections bactériennes forment des biofilms. Ces sites se défont périodiquement de certaines de leurs bactéries, que les auteurs appellent des « aventurières ». Alors que les antibiotiques peuvent éliminer ces bactéries libres, le biofilm reste intact. La seule solution reste alors le retrait du dispositif revêtu de biofilm et son remplacement par un nouvel implant stérilisé.

Le cas des infections respiratoires : Un biofilm bactérien permanent dans les sinus entraîne une réponse immunitaire conduisant à des infections chroniques du sinus, des symptômes de fièvre et des frissons. Jusqu'à présent, le traitement le plus efficace consistait à enlever chirurgicalement le tissu infecté. Des biofilms permanents se forment également dans les poumons remplis de mucus des patients atteints de mucoviscidose et sont responsables des infections pulmonaires chroniques qui entraînent le décès. Même un traitement antibiotique de longue durée ne peut pas éradiquer complètement l'infection.

Un médicament pour inhiber la protéine-colle et dissoudre le biofilm : Les chercheurs ont étudié un biofilm formé par les bactéries de choléra en suivant, par immunomarquage 4 molécules cibles distinctes à l'aide de 4 colorants fluorescents. Il a ainsi découvert que, sur une période d'environ 6 heures, une seule bactérie « lache » une protéine-colle pour se fixer sur une surface, puis se divise en cellules filles, secrète une protéine qui cimente les cellules filles les unes aux autres. Les filles se divisent jusqu'à former une colonie, sécrètent une protéine qui, avec des molécules de sucre, enveloppe l'ensemble d'une coquille comparable aux murs d'une forteresse. Ces grappes sont séparées par des microcanaux qui permettent aux nutriments d'accéder à l'intérieur et aux déchets d'être expulsés. Un médicament qui inhiberait la protéine-colle permettrait de dissoudre l'ensemble et d'ouvrir l'accès aux antibiotiques.

Source : Science 13 July 2012: 131 DOI:10.1126/science.337.6091.131-a Biofilms Up Close(Visuel@ Yeysel Berk, UC Berkeley: Reconstruction en 3-D du biofilm bactérien de la bactérie du choléra. Les cellules bactériennes (en bleu) se fixer sur des surfaces avec une protéine-colle (vert) et se cimentent entre elles (gris))

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