Résistance aux antibiotiques: des chercheurs "entraînent les cellules" à mettre fin à une crise meurtrière

Les superbactéries résistantes aux médicaments menacent la santé humaine depuis des décennies. La situation empire à cause de la pénurie de nouveaux antibiotiques. Mais que se passe-t-il si nous modifions notre façon de les traiter et si nous entraînions nos cellules à tuer ces envahisseurs au lieu de compter sur des antibiotiques pour faire le sale boulot? Cette nouvelle stratégie, appelée défense ciblée sur l’hôte, pourrait aider à résoudre le problème de la résistance aux antibiotiques.

La résistance aux antibiotiques est une préoccupation croissante pour la santé mondiale. Un rapport récent commandé par le gouvernement britannique montre que chaque année dans le monde environ 700 000 personnes meurent des suites d'infections causées par des bactéries résistantes aux médicaments. Le rapport a également averti que, sans action, le nombre de morts pourrait atteindre 10 millions dans le monde et coûter 80 billions de dollars US à l'économie mondiale.

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La pharmacorésistance est également un problème grave aux États-Unis. Plus de 23 000 personnes meurent chaque année des suites d’agents pathogènes multirésistants et coûtent au pays environ 55 milliards de dollars par an. Les principaux coupables menaçant les États-Unis sont résistants à la méthicilline Staphylococcus aureus (SARM), résistant au carbapénème Enterobacteriaceae (CRE), et Clostridium difficile.

La pénurie de nouveaux médicaments antibactériens en cours de développement pour faire face à la menace croissante est une tendance inquiétante. Un agent pathogène résistant à un médicament réservé au traitement des infections lorsque tous les autres ont échoué est une préoccupation particulière. C'est le cas des agents pathogènes résistants au carbapénème.

Le déclin des médicaments antibactériens, associé à l’émergence de pathogènes résistants aux médicaments, appelle des approches alternatives.

Dans le laboratoire de Malay Haldar, avec d’autres projets, mes collègues et moi étudions comment des facteurs chez un animal hôte jouent un rôle dans la réponse aux infections. Pour tester l'approche, nous effectuons ce travail en utilisant un modèle d'infection basé sur la souris. Notre objectif est de trouver de nouveaux traits ou facteurs de l’hôte pouvant être ciblés afin de renforcer la réponse immunitaire d’un individu jusqu’à tuer les microbes incriminés. Le facteur hôte que nous étudions s'appelle Spi-C, un gène présent dans toutes les cellules du corps humain.

Ciblage des facteurs de l'hôte

Mon intérêt pour les facteurs de l'hôte est apparu pendant mes études supérieures. En travaillant sur mon doctorat projet de recherche, j’ai appris que les facteurs de l’hôte, une variété de traits intrinsèques à l’homme, jouent un rôle important dans les infections bactériennes. C’est ce qui m’a poussé à étudier comment le système immunitaire de l’hôte combat les bactéries.

De nouvelles connaissances sur la défense de l’hôte contre les agents pathogènes ont conduit les chercheurs à explorer une nouvelle stratégie appelée thérapie dirigée par l’hôte (THS), une idée relativement récente qui n’existe que depuis une dizaine d’années.

Le but du HDT est d’améliorer et d’amplifier la réponse immunitaire de l’hôte pour tuer les agents pathogènes, plutôt que de compter exclusivement sur des médicaments antibactériens. En ciblant les facteurs de l'hôte et en offrant un traitement antibiotique, les THD apportent un double coup dur.

Le corps réagit naturellement aux infections inflammatoires, processus au cours duquel des populations spécifiques de cellules immunitaires attaquent et détruisent les bactéries envahissantes en les mangeant ou en les zappant avec des armes à protéines. Cependant, une inflammation incontrôlée déclenche la production de protéines pouvant provoquer une défaillance de plusieurs organes et même tuer l’hôte. Par conséquent, le contrôle de l'inflammation est crucial pour lutter contre les agents pathogènes et pour protéger le corps contre l'hyperinflammation.

Les THD comprennent une série de traitements qui stimulent la réponse de l'hôte aux agents pathogènes et protègent également celui-ci contre une réponse immunitaire exagérée. Les THD comprennent la thérapie cellulaire, dans laquelle une population spécifique de cellules de la moelle osseuse est injectée dans le corps de l’hôte afin de prévenir une réponse immunitaire excessive et des lésions tissulaires. Un autre THD implique des médicaments couramment utilisés pour les maladies non infectieuses. Les statines et l'ibuprofène, par exemple, calment la réponse de l'hôte aux infections. Les produits biologiques, les molécules complexes produites par la technologie de l’ADN recombinant, le font également en neutralisant les protéines de petite taille et en réduisant les dommages aux tissus. Il a également été démontré que des produits nutritionnels, tels que la vitamine D3, provoquaient la libération de substances antibactériennes par les cellules immunitaires de l’hôte, qui amélioraient la destruction des agents pathogènes.

Les HDT associés à des médicaments antibactériens sont très prometteurs dans le traitement de divers agents pathogènes multirésistants, notamment contre Mycobacterium tuberculosis, l'agent pathogène responsable de la tuberculose, l'une des 10 principales causes de décès dans le monde.

Personnaliser les traitements pour les infections

Au cours de la dernière décennie, les chercheurs ont beaucoup progressé dans la recherche sur les facteurs hôtes, ce qui a conduit à de nouvelles stratégies thérapeutiques.

L’un d’eux est la médecine personnalisée, dans laquelle un plan génomique peut déterminer les susceptibilités uniques d’un individu aux maladies et choisir les traitements appropriés.

Ce concept est appliqué dans des maladies non infectieuses comme le cancer. Cependant, l'application du concept aux maladies infectieuses est très récente. Néanmoins, la médecine personnalisée nous amène à nous demander pourquoi certaines personnes sont plus sujettes aux infections que d'autres. Mes collègues et moi croyons que de telles différences peuvent être causées par des différences subtiles dans l'ADN des gènes du facteur hôte. En reliant ces différences, appelées polymorphismes, au niveau de vulnérabilité des individus aux infections, nous espérons que nos recherches contribueront à la médecine de précision des infections bactériennes.

Notre quête d'un facteur hôte novateur

Mes collègues du laboratoire Haldar et moi-même explorons le rôle du Spi-C dans l'infection bactérienne. Spi-C est essentiel au développement d'un type spécifique de population de cellules dans la rate qui régulent le stockage du fer dans le corps. Le fer est essentiel au transport de l'oxygène dans les globules rouges.

Mais, lors d'infections, les bactéries ont également besoin de fer. Ils en ont besoin pour leur croissance et ils sont en concurrence avec l'hôte pour l'obtenir. Par conséquent, si nous pouvions modifier l'activité du gène Spi-C, nous pourrions peut-être priver les bactéries de ce nutriment essentiel et ainsi mettre fin aux infections sans nuire à l'hôte.

Dans un article récent, nous avons résumé l'effet du fer dans les cellules hôtes et ses interactions avec les facteurs de l'hôte en présence ou en l'absence d'infections.

Chez la souris, nous avons testé le rôle du facteur hôte, Spi-C, en tant que moyen de défense de l'hôte. Dans cette étude, nous avons injecté un produit chimique qui est un composant de la bactérie dans les souris. Nous voulions déclencher des changements chez l'animal lors d'une véritable infection bactérienne.

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Nos résultats préliminaires ont montré que le facteur hôte est actif dans divers organes des souris traitées avec le produit chimique. Nous pensons que cette activation joue un rôle dans la défense de l'hôte. Et, en effet, nous avons constaté que la perte d'activité de Spi-C augmentait la libération de protéines de petite taille facilitant la défense de l'hôte contre les agents pathogènes par rapport aux cellules ayant une activité de Spi-C normale. Nous croyons que ce changement dans les protéines de petite taille pourrait protéger l'hôte de l'hyperinflammation en réponse à l'infection.

Nous pensons que le fait de passer de la thérapie ciblant les agents pathogènes à la thérapie dirigée par l'hôte ouvre la voie à une nouvelle voie de la médecine de précision, qui pourrait contribuer à mettre fin à la crise de la pharmacorésistance.

Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation de Zahidul Alam. Lire l'article original.