Un nouveau système rend les phages vitaux accessibles, transportables et beaucoup plus faciles à utiliser

Les bactériophages ont la grande promesse de détruire naturellement les bactéries, souvent dans des situations où les antibiotiques ne suffisent pas. Jusqu’à présent, il n’existait cependant aucun moyen d’y avoir accès rapidement et efficacement, notamment dans les cas d’urgence d’infections résistantes aux antibiotiques. Des chercheurs de l’Université McMaster, en collaboration avec un collègue de l’Université Laval, ont mis au point une nouvelle méthode simple pour stocker, identifier et partager les phages, les rendant ainsi plus accessibles aux patients qui en ont besoin.

« Les bactériophages sont souvent présentés comme une lueur d’espoir, mais ils sont plus difficiles à utiliser que les antibiotiques traditionnels, car il en existe de très nombreuses variétés », explique la chercheuse principale Zeinab Hosseinidoust, ingénieure chimiste à McMaster et titulaire de la chaire de recherche du Canada en bio-ingénierie des bactériophages.

Les travaux de l’équipe de recherche sont décrits dans un article publié aujourd’hui dans la revue Nature Communications.

Les bactériophages, ou phages comme on les appelle moins formellement, sont des virus bénéfiques qui pourraient changer le cours de la médecine et de l’agriculture, d’autant plus que la résistance aux antibiotiques augmente dans le monde entier.

Chaque forme de bactériophage est spécialisée pour attaquer une forme particulière de bactéries et rien d’autre, ce qui permet aux phages de cibler spécifiquement les infections tout en laissant les bactéries bénéfiques tranquilles. L’un des principaux défis à relever pour exploiter leur énorme potentiel est de créer un accès plus facile et plus rapide aux collections de phages.

« Nous n’avons pas de bibliothèque centrale de phages à laquelle nous référer lorsque nous en avons besoin. Pour l’instant, nous n’avons que des bibliothèques locales décentralisées de phages dans des endroits comme des laboratoires de recherche et des cliniques privées », explique Hosseinidoust.

« Ce qui rend tout cela encore plus difficile, c’est que nous nous appuyons sur les mêmes outils de base et les mêmes techniques de laboratoire laborieuses pour manipuler et analyser les phages que nos prédécesseurs utilisaient il y a plus de 100 ans, lorsque les phages ont été découverts pour la première fois. »

À ces obstacles critiques s’ajoute le fait que les phages vivants doivent être suspendus dans des flacons de liquide et réfrigérés ou congelés, ce qui complique le stockage et entrave le transport et le partage efficaces des collections de phages. Les chercheurs ont surmonté ces obstacles en développant une plateforme de stockage à sec qui joue le rôle principal dans leur nouveau système convivial permettant de faire correspondre rapidement des infections spécifiques aux phages qui peuvent les arrêter.

Les phages sont des organismes naturels, sûrs et efficaces. Ils sont les organismes les plus courants sur Terre, présents dans notre corps et dans tous les recoins de l’environnement, mais leurs avantages potentiels commencent à se faire sentir.

Aujourd’hui encore, les scientifiques n’ont identifié qu’une fraction de toutes les propriétés des phages.

Les travaux visant à développer le potentiel des phages ont considérablement ralenti dans les années 1940 et 1950, lorsque la pénicilline a pris le devant de la scène dans le contrôle des infections, en particulier en Occident. Bien que les phages aient continué à être étudiés et utilisés en Europe centrale et orientale, l’intérêt mondial pour les phages augmente à nouveau maintenant que le pouvoir des antibiotiques s’estompe après des générations d’utilisation excessive.

Le cœur du nouveau système est un nouveau support en forme de pilule qui stocke les phages sans réfrigération et les combine avec un agent qui produit une lueur visible lorsqu’un phage répond à une infection ciblée.

Grâce à ce moyen, les chercheurs peuvent charger un plateau de test portable de la taille d’un livre de poche avec des centaines, voire des milliers, d’échantillons de phages à vérifier simultanément dans ce qui est souvent une recherche urgente d’une correspondance.

La nouvelle technologie permet de conserver les phages à température ambiante pendant des mois jusqu’à leur utilisation, combinant une biobanque et un laboratoire de test dans un seul petit boîtier. L’utilisateur ajoute simplement un échantillon de la bactérie ciblée dans chaque puits d’une plaque à puits préchargée, et tout résultat positif devient visible 30 minutes à deux heures plus tard.

« L’accès rapide à de tels laboratoires de test portables permettrait de accélérer et d’organiser les choses de nos jours, alors qu’une clinique ou un hôpital confronté à une situation d’urgence est souvent contraint d’envoyer un appel désespéré pour des phages candidats à tester en vue d’une éventuelle utilisation », explique le co-chercheur Tohid Didar, ingénieur en mécanique et titulaire de la Chaire de recherche du Canada en nanobiomatériaux.

Fereshteh Bayat, chercheuse postdoctorale dans les laboratoires de Didar et Hosseinidoust, avait développé le concept de cette technologie dans le cadre de son projet de doctorat.

« J’ai toujours voulu contribuer à quelque chose qui a un impact positif sur la vie des gens », explique Bayat. « Voir cela se concrétiser est très gratifiant. »

Les chercheurs de McMaster ont travaillé avec le Dr Sylvain Moineau de l’Université Laval à Québec, qui abrite la plus grande biobanque de phages référencés au monde, et avec leur collègue de McMaster, Carlos Filipe, expert en stabilisation de biomolécules.

La nouvelle technologie permettrait également d’utiliser plus facilement les phages dans des applications non médicales, comme dans l’agriculture, pour contrôler les infections animales et végétales, affirment les chercheurs. Ils recherchent des partenaires pour développer cette technologie en vue d’une utilisation à grande échelle.

« Si tout se déroule comme prévu vers une application commerciale, cela pourrait révolutionner la façon dont nous utilisons les phages à différentes fins », déclare Didar.