Les travaux présentées en Partie 1, sur les déterminants de la spécificité présente un intérêt certain pour une éventuelle utilisation des propriétés antibactériennes des phages. Par exemple, dans le domaine médical, les bactériophages pourraient constituer une alternative aux antibiotiques. Toutefois il est possible d’envisager l’utilisation d’une thérapie combinant phages et antibiotiques. Cette solution pourrait présenter deux avantages importants. Tout d’abord, le traitement serait probablement plus efficace. Ensuite, la pression de sélection menant aux résistances bactériennes serait fortement atténuée grâce à l’utilisation simultanée de deux modes d’action différents. De plus, le traitement pourrait être encore plus efficace, en créant des phages plus performants avec des adhésines chimériques spécifiques des souches cibles à détruire.
Toutefois, bien que le cycle infectieux des phages soit bien compris pour certain d’entre eux comme T4, peu de résultats sont disponibles sur l’influence exacte de l’environnement extérieur sur celui-ci. Comme par exemple, le comportement des phages en présence d’un hôte bactérien, dont la physiologie est altérée par un antibiotique. Par ailleurs, il est bien connu que certaines classes d'antibiotiques inhibent la division cellulaire bactérienne et peut donc, à des concentrations sub-létales, augmenter la biomasse et la capacité de biosynthèse des cellules bactériennes. Les travaux, présentés dans cette Partie 2, démontrent, suite à une observation fortuite, que les phages peuvent profiter de cet état de la cellule hôte modifiée pour augmenter leur propre production. Par exemple, lorsqu’une culture bactérienne est exposée à des antibiotiques qui bloquent la division cellulaire et induisent la formation de filaments, la cellule hôte permet d’augmenter de façon significative la production de phages. Des expériences en milieu liquide ont montrés que cette surproduction est causée, par la présence d’une importante biomasse et donc une capacité de biosynthèse importante, et / ou par le déclenchement avancée de la lyse permettant au phage d’effectuer de nombreux cycles infectieux. Ce phénomène naturel a alors été nommé effet « PAS pour Phage-Antibiotic Synergy ». La découverte de l’effet PAS, a été effectuée lors de l’observation fortuite d’un résultat d’antibiogramme effectué sur l’urine d’un enfant malade atteint d’une infection bactérienne urinaire. Dans cette boite, on pouvait déterminer la sensibilité aux antibiotiques de la souche impliquée dans l’infection, ainsi qu’observer un phage présent dans l’urine capable d’infectée cette même souche. De façon surprenante, les plages de lyses, présentes en périphérie de l’halo d’inhibition bactérienne, créé par certains antibiotiques, présentaient une taille supérieure à la taille habituelle, visible sur le reste de la boite. Des travaux supplémentaires ont montrés qu’un effet similaire était observable dans divers systèmes hôtes-
phage, y compris les phages de Type-T4, en présence de β-lactamines, de quinolones, ainsi que la mitomycine C.
Ma contribution dans ce travail a été de quantifier les phages présents dans les plages de lyses avec ou sans antibiotique. L’objectif a été de déterminer si l’augmentation de la taille des plages était bien liée à une augmentation de la production de phages.
Tout d’abord, la souche utilisée pour ces travaux a été E. coli AS19. Les caractéristiques de cette souche est d’une part, d’être perméable aux antibiotiques (Sekiguchi et Iida, 1967) et d’autre part, une importante augmentation des plages de lyses est observable avec cette dernière, pour la majorité des phages de Type-T4. Ensuite, l’antibiotique utilisé pour cette quantification a été la Céfotaxime (CTX) à 30 ng/mL, correspondant à la concentration sub- léthal pour la souche AS19. Enfin, divers phages ont été testés pour l’effet PAS. Les phages concernés ont été T4, RB33 et RB49 appartenant au genre du Type-T4, ainsi que les phages T3 et T7, appartenant à la famille des Podoviridae du genre de Type-T7. Ainsi, un tapis d’AS19 présentant une quantité de plages de lyse fixe, a été incubé avec ou sans CTX, à la température optimale de chaque phage pendant 24°C. La surcouche de gélose avec ou sans CTX a ensuite été récoltée pour la quantification par la méthode classique de titration des phages. Les résultats obtenus montrent clairement que la taille des plages est directement liée à une augmentation de la production de phages par la souche AS19. Par exemple, le phage T4 présente une augmentation du titre d’environ 11 fois, qui correspond à la plus forte augmentation parmi les phages testés.
Ce phénomène mis en évidence dans différents systèmes hôtes-phages non apparentés, suggère que cet effet confère aux phages un avantage important pour leurs cycles de vies dans un contexte environnemental en interaction avec leurs hôtes et en présence d’organismes producteurs d’antibiotiques. Sur le plan médical et industriel, les phages capables d’effet PAS voient leurs intérêts renforcés pour des utilisations antibactériennes.
Les travaux complets sur l’effet « PAS » sont présentés et discutés dans les deux publications ci-jointes.
Le premier article présente brièvement les éléments qui ont mené à la découverte du phénomène de « Synergie Phages-Antibiotiques ». Puis, cette découverte est remise dans le contexte de la thérapie phagique potentiellement intéressante dans le domaine médicale, ainsi que dans un contexte environnemental présentant une sorte de mutualisme entre phages et organismes producteurs d’antibiotiques.
Dans le second article des expériences complémentaires permettent de comprendre de façons plus précises les évènements moléculaires impliqués dans ce phénomène.
2.1PUBLICATION II