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Rôle de la phagoterapie dans le traitement des infections bacteriennes

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Academic year: 2021

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(1)UNIVERSITÉ MOHAMMED V-RABAT FACULTE DE MÉDECINE ET DE PHARMACIE –RABAT ANNEE : 2016. THÈSE N° : 118. RÔLE DE LA PHAGOTHÉRAPIE DANS LE TRAITEMENT DES INFECTIONS BACTÉRIENNES THÈSE Présentée et soutenue publiquement le:………..….…2016 PAR Mr. ABDESSAMAD ERRAFYG Né le 3 Novembre 1988 à Rabat. Pour l'Obtention du Doctorat en pharmacie MOTS CLES : Phagothérapie – Bactériophage – Infection lytique – résistance bactérienne.. MEMBRES DE JURY Mr. M. ZOUHDI. PRÉSIDENT. Professeurde Microbiologie Mr. Y. SEKHSOKH. RAPPORTEUR. Professeurde Microbiologie Mme. M. CHADLI ProfesseurAgrégé en Microbiologie Mme. S. TELLAL Professeurde Biochimie. JUGES.

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(21) Dédicaces JE DEDIE CETTE THESE ….

(22) A Allah Tout puissant Qui m’a inspiré Qui m’a guidé dans le bon chemin Je vous dois ce que je suis devenue Louanges et remerciements Pour votre clémence et miséricorde.

(23) A MES PARENTS Pour leur amour inestimable, leur confiance, leur soutien, et toutes les valeurs qu'ils ont su m'inculquer. Aucune dédicace n’est susceptible de vous exprimer la profondeur de mon respect, de mon estime et l’infinie reconnaissance pour tous les sacrifices consentis avec dévouement pour mon éducation, vous m’avez supportée, pendant toute ces longues années d’études, qui s’achèvent aujourd’hui et qui n’auraient pu aboutir sans vous. Puisse Dieu, le Très Haut, vous accorder santé, bonheur et longue vie et faire en sorte que jamais je ne vous déçoive.. A MES FRERES ET SŒURS Vous avez toujours été près de moi, vous m’avez toujours offert beaucoup de tendresse et d’affection et vous m’avez toujours épaulée pendant mon parcours estudiantin. Merci, d’avoir montré tant de complaisance et de serviabilité à mon égard. Puisse Allah, le Très Très-Haut, vous accorder une vie heureuse et un avenir prospère..

(24) A MES TRES CHERS AMIS Une pensée affective et pleine d’émotions pour toutes les personnes -mes ami(e)s- qui ont fait de mes années de faculté une magnifique et enrichissante expérience. J’ose espérer que le chemin de nos vies se recroisera le plus souvent possible..

(25) Remerciements.

(26) À NOTRE MAITRE ET PRESIDENT DE THESE MONSIEUR LE PROFESSEUR MIMOUN ZOUHDI PROFESSEUR DE MICROBIOLOGIE C’est un immense honneur que vous nous faites, en acceptant de présider le jury de notre thèse. Votre courtoisie, votre modestie et votre sens de responsabilité font de vous un maître respecté et estimé par toute une génération d’étudiants. Veuillez trouver cher maître dans ce modeste travail, l’expression de mes remerciements les plus sincères et de ma profonde reconnaissance..

(27) À NOTRE MAITRE ET RAPPORTEUR DE THESE MONSIEUR YASSINE SEKHSOKH PROFESSEUR DE MICROBIOLOGIE Vous m’avez fait le grand honneur et le plaisir d’être le rapporteur de notre travail, et d’accepter de me diriger avec bienveillance et rigueur. Votre amabilité, votre dynamisme, votre dévouement, pour le travail et votre compétence ont suscité mon admiration. Je garde un excellent souvenir de la qualité de l’enseignement que vous nous avez prodigué. J’espère être digne de la confiance que vous avez placée en moi en me guidant dans l’élaboration et mise au point de ce travail. Veuillez accepter, chère maître, mes vifs remerciements et ma profonde gratitude pour l’aide précieuse que vous m’avez accordée pour réaliser ce travail..

(28) À NOTRE MAITRE ET JUGE DE THESE MADAME SAIDA TELLAL PROFESSEUR DE BIOCHIMIE Je suis particulièrement reconnaissant pour l’honneur que vous me faites en acceptant de jurer ce modeste travail, et d’avoir m’aider en coopération avec mon rapporteur à corriger mes erreurs, et de m’orienter correctement. j’ai apprécié votre effort avec beaucoup de respect, merci, Madame, pour votre soutien. Qu’il me soit permis, Madame, de vous exprimer toute ma gratitude, mon respect et mon estime. Veuillez croire, Madame, à l’expression de mes sentiments les plus distingués..

(29) À NOTRE MAITRE ET JUGE DE THESE MADAME MARIAMA CHADLI, PROFESSEURAGREGE EN MICROBIOLOGIE Nous mesurons l’honneur que vous nous faites en acceptant de siéger parmi notre jury de thèse. Qu’il me soit permis, Madame, de vous exprimer toute ma reconnaissance, mon respect et mon estime. Veuillez trouver, Madame, l’expression de ma haute considération et ma profonde gratitude..

(30) LISTE DES FIGURES Figure 1: Bactériophage et ses principales composantes. Figure2: Principales familles de bactériophages selon la nature de leur génome (ssDNA : ADN simple brin, dsDNA : ADN double brin, ssRNA : ARN simple brin, ds RNA : ARN double brin), leur capside et leur enveloppe. Figure 3 : Schéma d'un cycle lysogénique Figure 4 : Schéma d'un phage Figure5: Schéma du cycle lytique Figure 6 : Facteurs qui influent sur l'efficacité de l'utilisation des phages contre les bactéries pathogènes Figure 7 : Nombreuses (à gauche) et quelques (à droite) plages claires sur une nappe de culture de Staphylococcus aureus (cliché personnel) Figure 8 : Part relative des micro-organismes isolés d’infections nosocomiales en France Figure 9 : Part relative des sites infectieux d’infections nosocomiales Figure 10 : Le phénomène de « Synergie Phages-Antibiotiques » (PAS) avec le phage MFP sur Escherichia coli MFP Figure 11 : Le phénomène de « synergie phages-antibiotiques » (PAS) dans l’environnement (A) et en phagothérapie (B) Figure12: Schéma représentant le système CRISPR/Cas.

(31) LISTE DES TABLEAUX Tableau I : Principales familles de bactériophages Tableau II : Caractéristiques de résistance aux anti-infectieux de certains micro-organismes isolés d’infection nosocomiale et prévalence des infections nosocomiales associées Tableau III : Evaluation générale des résultats de la thérapie phagique Tableau IV : Evaluation des résultats de la thérapie phagique en fonction des principales préparations phagiques utilisées Tableau V : Evaluation des résultats de la thérapie phagique en fonction de la voie d’administration des préparations Tableau V : Evaluation des résultats de la thérapie phagique en fonction de la voie d’administration des préparations Tableau VI : Durée cumulée du traitement phagique Tableau VII : Evaluation des résultats de la thérapie phagique en fonction du type d’infection des patients Tableau VIII : Influence de la thérapie phagique sur les marqueurs de l’inflammation.

(32) LISTE DES ABREVIATIONS ACdeBMR : Alliance contre le développement des bactéries AMM : Autorisation de Mise sur le Marché ADN : Acide désoxyribonucléique ADNase : désoxyribonucléase ADVIN : Association des Victimes d’Infections Nosocomiales AFSSAPS : Agence Française de Sécurité Sanitaire des Produits de Santé ANSM : Agence Nationale de Sécurité du Médicament et des Produits de Santé ARN :Acideribonucléique ARNm : ARN messager BLSE : bêta-lactamases à spectre étendu BMR : bactéries multirésistantes CAS : Centre d’Analyse Stratégique CDC : Centers for Disease Control and Prevention (Centres pour le contrôle et la prévention des maladies) CHU : Centre Hospitalier Universitaire CHUPS : Centre Hospitalier Universitaire Pitié-Salpêtrière CHPM : Committee for Medicinal Products for Human Use (Comité des médicaments à usage humain) CMR : committee on medical research CNAMTS : caisse nationale d’assurance maladie des travailleurs salariés C3G : céphalosporines de 3e génération CRISPR : ClusteredRegularlyInterspaced Short PalindromicRepeats (groupe de courtes répétitions palindromiques régulièrement espacées) CSP : code de la santé publique DG Sanco : Direction Générale de la Santé et des Consommateurs DGA : Direction Générale de l’Armement DMS : sulfure de diméthyle.

(33) DOM : départements d’outre-mer DTRA : DefenseThreatReduction Agency (Agence de la défense pour la réduction des menaces) EARSS : Europeanantimicrobialresistance surveillance network ECDC : European Center for DiseasePrevention and Control (Centre européen de prevention et de contrôle des maladies) EFSA : European Food SafetyAuthority (Autorités européennes de sécurité des aliments) EIBMV : Eliana institue of bacteriophage, microbiology and virology EMA : EuropeanMedicines Agency (Agence européenne des médicaments) ENP : enquête nationale de prévalence EPA : environmental protection agency EPS : substances polymériques extracellulaires ESAC : European surveillance of antimicrobialconsumption FAO : Food and Agriculture Organization of the United Nations (Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture) FDA : Food and Drug Administration (Agence américaine des produits alimentaires et médicamenteux) FQRP : Pseudomonas aeruginosarésistante aux fluoroquinolones GRAS : Generallyrecognized as safe (généralement reconnu comme étant sans danger) HCASE : haut niveau de production de céphalosporinases Hfr : haute fréquence de recombinaison ICTV : International Committee on Taxonomy of Virus (Comité international de toxonomie des virus) IDSA : InfectiousDiseases Society of America (Société américaine des maladies infectieuses) IIET : institute of immunology and experimental therapy IL : Interleukine IN : infections nosocomiales ISO : infections du site opératoire JAMA : journal of the American medical association.

(34) LAL : Lysat d’Amoebocyte de Limule LPS : Lipopolysaccharide LTF : Long tailfibers (Fibres longues de la queue) mL : millilitre MRSA : Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline NCBI : National Center for Biotechnology Information (Centre national américain d’information en biotechnologie) NK : Natural killers (tueursnaturels) NRC : national research council OMS : Organisation Mondiale de la Santé PAL : phosphatases alcalines P.H.A.G.E. : Phages for Humain Application Group Europe (Groupe européen d’application de phages en médecine humaine) PAS : Phage-AntibioticSynergy (synergie phage-antibiotique) PDG : Président directeur général PFU : Plages Formant Unité PTU : phage therapy unit RAISIN : réseau d’alerte d’investigation et de surveillance des infections nosocomiales SARM : Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline SASM : Staphylococcus aureus sensibles à la méticilline SIDA : Syndrome d’immunodéficience acquise SDF : Sidetailfibers (crochets de la queue) Stx : Shiga-like toxine SWOT :Strenghts – Weaknesses – Opportunities – Threats (Forces – Faiblesses – Opportunités – Menaces) TA : Toxine-antitoxine TIA : toxi-infections alimentaires TNF : Tumornecrosis factor (facteur de nécrose tumorale) VRE : Enterococcirésistants à la vancomycine.

(35) WHO : World HealthOrganization (Organisation Mondiale de la Santé) YOPI : Young – Old – Pregnant – Immunodepressed (Jeunes – Personnes Agés – Femmes enceintes – Personnes immunodéprimées) -GT : gamma glutamyltranspeptidases.

(36) Table des matières INTRODUCTION ...................................................................................................................... 1 PREMIERE PARTIE : DESCRIPTION DES BACTÉRIOPHAGES................................ 3 I.. Structure et classification ................................................................................................. 4. 1.. Définition ........................................................................................................................... 4. 2.. Différentes familles ........................................................................................................... 5. 3.. Description générale ......................................................................................................... 6. 4.. Habitat ............................................................................................................................... 8. 5.. Résistance dans l’environnement .................................................................................... 9. II.. Types d’invasion de la cellule bactérienne ................................................................ 10. 1.. Principe du cycle chronique (phages filamenteux) ...................................................... 11. 2.. Principe du cycle lysogénique (phages tempérés) ........................................................ 11. 3 .Principe et étapes du cycle lytique (phages virulents) .................................................... 13 a.. Arrimage .......................................................................................................................... 15. b.. Entrée du génome viral et réplication ........................................................................... 16. c.. Libération des nouveaux phages.................................................................................... 17. III.. Types de Transduction................................................................................................ 17. 1.. Transduction généralisée................................................................................................ 17. 2.. Transductionabortive ..................................................................................................... 17. 3.. Transduction localisée .................................................................................................... 18. IV.. Avantages etinconvénients .......................................................................................... 18.

(37) 1.. Avantage .......................................................................................................................... 18. 2.. Inconvénients ................................................................................................................... 19. V. Méthodes d’obtention de phages à destinée thérapeutique......................................... 21 1.. Propagation ..................................................................................................................... 21. 2.. Purification ...................................................................................................................... 22. 3.. Numération ...................................................................................................................... 22. 4.. Contrôle ........................................................................................................................... 22. DEUXIEME PARTIE : PRESENTATION DE LA PHAGOTHERAPIE ....................... 23 I.. Définition ......................................................................................................................... 25. II.. Historique de la phagothérapie .................................................................................. 25. III.. Résistance à l’antibiothérapie et infections nosocomiales ....................................... 27. 1.. Les infections nosocomiales ............................................................................................ 28. a.. Définition ......................................................................................................................... 28. b.. Epidémiologie .................................................................................................................. 28. c.. Mécanismes et origines des germes des infections nosocomiales ................................ 30. d.. Les infections nosocomiales les plus fréquentes ........................................................... 30. 2.. Bactéries multi-résistantes (BMR) et infections nosocomiales ................................... 32. IV.. Application thérapeutique de la phagothérapie ....................................................... 36. 1.. Protocole thérapeutique et patients ............................................................................... 37. 2.. Méthode d’évaluation de l’efficacité de la thérapie phagique .................................... 39. 3.. Evaluation générale des résultats de la thérapie phagique ......................................... 41.

(38) 4.. Evaluation détaillée de la phagothérapie ...................................................................... 51. 5.. Sécurité de la thérapie phagique ................................................................................... 55. a.. Effets de la thérapie phagique sur les marqueurs inflammatoires ............................. 55. b.. Effets indésirables de la thérapie phagique [38] : ........................................................ 58. V. Pharmacologie de la thérapie phagique ........................................................................ 61 1 .Pharmacocinétique ............................................................................................................. 61 2. Pharmacodynamie ............................................................................................................. 64 a.. Effets directs .................................................................................................................... 64. b.. Effets indirects ................................................................................................................. 65. VI.. Antibiothérapie et phagothérapie .............................................................................. 70. VII.. Administration de cocktails phagique ....................................................................... 74. 1.. Avantages potentiels ....................................................................................................... 75. 2.. Limite des cocktails ......................................................................................................... 77. VIII.. Limites potentielles de la phagothérapie ............................................................... 79. 1.. Une redécouverte compliquée ........................................................................................ 79. a.. Mauvaise image du passé ............................................................................................... 79. b.. Peu d’informations dans l’enseignement médical ........................................................ 81. c.. Absence de réglementation adaptée .............................................................................. 82. 2.. Accès difficile aux soins .................................................................................................. 85. 3.. Résistance bactérienne.................................................................................................... 86. a.. Mécanismes mis en jeu ................................................................................................... 86.

(39) b.. Conséquences................................................................................................................... 89. 4.. Limites pharmacologiques ............................................................................................. 90. a.. Traitement ciblé .............................................................................................................. 90. b.. Seuil bactérien ................................................................................................................. 91. c.. Le phénomène de translocation ..................................................................................... 92. d.. Infections à bactéries intracellulaires............................................................................ 92. TROISIEME PARTIE : PHAGOPROPHYLAXIE ........................................................... 94 I.. Utilisation en agro-alimentaire ...................................................................................... 95. II.. Décontamination alimentaire ..................................................................................... 97. III.. Désinfection des surfaces inertes ................................................................................ 98. IV.. Prévention des infections dans le domaine médical ................................................. 98. V. Avantages et limites dans le domaine médical ............................................................. 99 1.. Avantages ......................................................................................................................... 99. 2.. Limites .............................................................................................................................. 99. CONCLUSION ..................................................................................................................... 101. RESUME .............................................................................................................2 BIBLIOGRAPHI ET WEBOGRAPHIE .............................................................................. 102.

(40) INTRODUCTION. 1.

(41) Le développement des infections bactériennes multi-résistantes, dont les infections nosocomiales, est un véritable enjeu de santé publique et nécessite la mise au point de nouvelles thérapies. Entre les industries pharmaceutiques qui se refusent à de coûteuses recherches en ce qui concerne les antibiotiques et la surconsommation de ces derniers dans le monde, l’arsenal thérapeutique pour lutter contre les bactéries s’amenuise. De plus, aujourd’hui, pour diverses raisons, le développement de nouvelles molécules est quasi inexistant à tel point que certains n’hésitent pas à évoquer la fin d‘une période et annoncent une ère « post antibiotique » C’est pourquoi on peut se poser la question de savoir s’il existe une alternative à ce problème. C’est là qu’entrent en jeu les bactériophages (ou simplement phages), qui sont les virus naturels des bactéries (littéralement: mangeurs de bactéries), ils reconnaissent, parasitent et tuent spécifiquement, pour la plupart d’entre eux, et pour chaque phage au moins une bactérie. En revanche, ils sont incapables d’infecter les cellules végétales ou animales L’utilisation des prédateurs naturels des bactéries est venue de l’un de ses découvreurs, Felix d’Hérelle, qui l’a également mise en application en médecine humaine. Il a fallu, pour se faire, mettre au point les préparations phagiques, c’est à dire isoler un phage dirigé contre la bactérie pathogène, le propager, purifier la préparation et contrôler son activité. Pour diverses raisons, la médecine occidentale a délaissé ce traitement antibactérien au profit des antibiotiques. En revanche, la phagothérapie a été largement exploitée dans l’ex-empire soviétique Le principal objectif de cette étude est de redécouvrir cette phagothérapie et de comprendre sa place dans l’enjeu actuel de lutte contre les infections multi-résistantes aux traitements antibactériens.. 2.

(42) PREMIERE PARTIE : DESCRIPTION DES BACTÉRIOPHAGES. 3.

(43) I.. Structure et classification 1.. Définition. Les bactériophages sont présents partout sur la planète et sont reconnus comme étant l’entité vivante la plus abondante sur Terre ( figure 1). Ils seraient dix fois plus nombreux que les bactéries[1].En effet, on estime entre 1030 et 1032bactériophages dans notre environnement. Ils se retrouvent dans les océans, dans le sol, dans l’eau potable et même dans la nourriture que nous consommons. Ils sont définis comme des virus qui infectent les bactéries et tout comme les virus, ils sont reconnus comme étant des parasites absolus. En effet, ils ne possèdent pas la machinerie nécessaire à leur réplication et ont donc besoin d’emprunter celle de leur hôte de manière à pouvoir proliférer librement. Chaque phage contient son génome qui est enveloppé dans une couche de protéines ou de lipoprotéines appelée capside[2].. Figure 2: Bactériophage et ses principales composantes[3]. 4.

(44) 2. Différentes familles. La structure sur laquelle est basée la classification des bactériophages est extrêmement variée. Les critères de classification sont[4] : - la nature de l’acide nucléique : généralement ADN double brin, parfois ARN simple brin[5] - La forme de la capside (icosaédrique ou tubulaire) ; - La présence ou non d’une enveloppe (nommée péplos). La classification de l’ensemble des virus (phages ou non) est gérée par un comité appelé « International Committee on Taxonomy of Virus », ou ICTV. C’est à lui que revient l’établissement de la nomenclature et de la taxonomie des virus[6]. D’après la banque de données de l’ICTV, 95 % des bactériophages appartiennent à l’ordre des Caudovirales. Les virus de l’ordre des Caudoviralesprésentent une structure dite « à symétrie binaire » ou « caudée », c’est-à-dire se composant d’une tête et d’une queue identifiables, et sont partagés en trois familles : les Myoviridae, les Podoviridaeet les Siphoviridae. Les 5 % des phages n’appartenant pas à l’ordre des Caudoviralesprésentent une structure à symétrie non binaire qui peut être soit cubique, soit hélicoïdale, soit complexe (tableau I).. 5.

(45) Tableau I : Principales familles de bactériophages[7]. Les bactériophages appartiennent principalement à l’ordre des Caudovirales, qui se compose des phages dit « à symétrie binaire », également appelés « phages caudés ». Les autres familles sont minoritaires quantitativement. L’acide nucléique des phages présente des structures variées : ARN ou ADN, et Sb : simple brin, db : double brin, C : circulaire, L : linéaire, E : super-enroulé, S : segmenté.. 3. Description générale. La description morphologique suivante se base sur celle du phage T4 (structure comprenant une tête et une queue), un des phages les plus étudiés en laboratoire, appartenant. 6.

(46) à la famille Myoviridaeet permet de présenter la structure à symétrie binaire correspondant aux Caudoviralesordre comprenant l’écrasante la majorité des phages connus à ce jour. Les bactériophages présentent une taille comprise entre 60 et 300 nanomètres (le phage T4 mesure environ 200 nanomètres), soit environ un centième de la taille moyenne d’une bactérie. La tête d’un bactériophage se compose d’une capside protéique et du génome viral (formé chez le phage T4 d’un ADN double brin). La capside de la plupart des phages est sous forme d’un polyèdre[4, 8]. La queue du phage, de nature protéique, est nécessaire à l’absorption du virion dans la cellule hôte [5]. Elle se présente comme un tube central creux comportant une gaine contractile, 6 fibres caudales et une plaque terminale [4]. Cette description vaut pour l’ordre des Caudovirales, où sont inclus la majorité des phages, cependant, les familles de phages n’appartenant pas à cet ordre présentent une morphologie plus variée, qui peut être plus ou moins proche de cette description (figure 2). Par exemple, les phages filamenteux, que nous évoquerons rapidement, n’appartiennent pas à l’ordre des Caudoviraleset leur structure n’est donc pas à symétrie binaire, mais à symétrie hélicoïdale. Ils présentent généralement un ADN simple brin de 6,4 kilobases et mesurent 6,5 nm sur 900 nm. Parmi ces phages on peut citer les phages M13, fd ou f1 (famille des Inoviridae) dirigés contre Escherichia coli[7, 9].. 7.

(47) Figure2: Principales familles de bactériophages selon la nature de leur génome (ssDNA : ADN simple brin, dsDNA : ADN double brin, ssRNA : ARN simple brin, ds RNA : ARN double brin), leur capside et leur enveloppe [7].. 4. Habitat. Dans la nature, les bactériophages sont extrêmement nombreux. Dans un milieu donné, leur nombre est en général dix, voire cent fois plus élevé que la quantité de bactéries présentes[10]. Des bactériophages dirigés contre les archaebactéries ont également été identifiés[11]. On peut rencontrer des phages dans différents environnements naturels : sur le sol, dans les eaux salées ou douces, sur les surfaces cutanées et muqueuses des êtres vivants (et entre 8.

(48) autres dans l’appareil digestif), …ou plus généralement dans tous les environnements comportant des bactéries. Ces virus particuliers participent activement à l’évolution desécosystèmes, en détruisant une partie des bactéries, engendrant ainsi un renouvellement de la biomasse bactérienne, ou en interagissant avec les bactéries de telle sorte que des échanges de gènes entre bactéries aient lieu. On estime qu’en règle générale, les bactériophages réduisent la population bactérienne globale de près de moitié toutes les 48 heures[8, 12]. Les études datant d’une trentaine d’années parlent d’une population de bactériophages de l’ordre de 107 par millilitre dans les milieux marins (le milieu aquatique contenant la plus grande quantité de phages étant les eaux usées). On peut trouver en particulier une grande quantité de phages dans les sédiments marins, que l’on estime actuellement à 109 phages par gramme de sédiment [12]. Cependant, les études des quinze dernières années ont montré que leur population dans les eaux douces et dans les habitats marins était bien plus importante qu’elle n’avait était imaginée auparavant [13]. Dans ces milieux, les bactériophages œuvrent à la dynamique du renouvellement biochimique, en éliminant une partie du bactério-plancton. En effet, la lyse de ce dernier permet de rendre le carbone organique biodisponible, en le faisant passer de l’état particulaire, sous forme de cellules bactériennes, à l’état dissous exploitable, sous forme de produits de lyse[12].. 5.. Résistance dans l’environnement. Dans les premières recherches de d’Hérelle[14], le bactériophage qu’il étudiait pouvait survivre à une température dépassant 65 °C, température létale pour la majorité des bactéries non sporulées, et ce bactériophage était assez difficilement détruits par des agents physiques (chaleur ou rayons ultra-violets par exemple) et chimique (antiseptiques par exemple). Depuis, la recherche a fait des progrès, et a permis de comprendre qu’il n’existait pas un unique bactériophage mais des milliers de type et que chaque bactériophage possédait des caractéristiques différentes. Cependant, certaines caractéristiques sont communes à tous les bactériophages, notamment leur résistance aux milieux extrêmes, généralement meilleure que celle des bactéries [12]. D’après certains auteurs [10, 12], nombre de ces virus peuvent 9.

(49) survivre des semaines à des années dans différents milieux (aqueux ou non) et ainsi demeurer dans les milieux les plus arides telsque les déserts chauds ou froids, à l’instar des phages observés dans le désert du Chihuahua au Mexique [15], les sources chaudes ou les fosses marines où la pression est énorme. De nombreux phages demeurent virulents malgré une exposition à une température supérieure à 60 °C, à des rayons ultra-violets, à de multiples antiseptiques ou à des milieux alcalins ou acides [12]. D’après Stephan Jacquet, chercheur à l’Institut Pasteur, il existerait des variations saisonnières de la quantité de bactériophages dans un milieu donné, en fonction de la température extérieure, de l’intense du rayonnement ultra-violet, etc. Ainsi, la population de phages serait 100 fois plus importante en été qu’en hiver. L’étude des populations bactériennes hôtes correspondantes dans un milieu donné montre quant à elle qu’une diminution de population bactérienne existe également, en parallèle de celle des bactériophages, mais qu’elle serait d’un facteur bien inférieur. La corrélation entre les variations des deux populations est cependant délicate à interpréter[16].. II.. Types d’invasion de la cellule bactérienne. On discerne trois types de bactériophages : les phages dits « virulents » ou « lytiques », représentant près de 90 % des bactériophages, ceux dits « tempérés » ou « endogènes » représentant environ 10 % et ceux dits « filamenteux », bien plus minoritaires (moins d’1 %). Parmi tous les bactériophages existants, les plus étudiés sont le phage T4, appartenant aux phages virulents, et le phage λ, appartenant aux phages tempérés. Le type de cycle qui nous intéresse pour les traitements thérapeutiques correspond au cycle des phages virulents, appelé « cycle lytique » ; nous utiliserons donc le phage T4 comme modèle dans notre étude[4]. Le cycle dit « lysogène » ou « lysogénique », correspondant à celui des phages tempérés, ne sera évoqué que brièvement car il n’est pas exploitable pour la phagothérapie. La différence principale entre les deux principaux types de phages (virulents et tempérés) réside dans leur comportement vis-à-vis de la bactérie après intrusion : un phage lytique va directement détruire la bactérie, tandis qu’un phage tempéré va intégrer son 10.

(50) génome à celui du chromosome bactérien, rester « silencieux » un temps et se multiplier avec lui [5]. Le troisième type de phages existant, appelé phage filamenteux ne sera que très peu abordé car ses représentants sont rares et son cycle, nommé cycle chronique, non exploitable pour la phagothérapie (comme le cycle lysogène). Après pénétration dans la bactérie hôte, ce phage ne va pas la lyser mais va produire en continu de nombreux phages par bourgeonnement de la membrane bactérienne [7]. Il existe un quatrième type de cycle de reproduction, nommé pseudo-lysogénie. Il s’agit d’un intermédiaire entre les cycles lytiques et lysogéniques, au cours duquel le génome viral ne s’intègre pas au génome de la cellule hôte, et demeure latent dans le cytoplasme. Ce cycle reste encore mal compris [17].. 1.. Principe du cycle chronique (phages filamenteux). La durée d’un cycle de réplication typique chez les phages filamenteux varie entre 10 et 15 minutes. Lors de ce cycle, le phage se fixe sur la membrane de la bactérie à partir du pili sexuel bactérien et injecte son ADN dans la bactérie. L’ADN viral introduit dans la cellule bactérienne est converti de simple brin à double brin puis répliqué et transcrit en ARNm ; les ribosomes bactériens traduisent ensuite les ARNm en protéines de la capside virale, qui s’insèrent ensuite dans la membrane bactérienne, et s’assemblent entre elles en entourant un nouveau brin d’ADN viral, tout en traversant la membrane bactérienne jusqu’à être totalement excrétées sous forme de nouveaux virions. Cette invasion ne détruit généralement pas les bactéries et n’est donc pas intéressante en ce qui concerne la phagothérapie[7]. 2. Principe du cycle lysogénique (phages tempérés). Le cycle lysogénique, aussi nommé « lysogénisation »[10], a lieu lorsqu’un phage tempéré pénètre dans une cellule bactérienne (figure3). Le génome du phage s’insère dans celui de la bactérie et devient dès lors partie intégrante de celle-ci (on appelle le génome viral 11.

(51) intégré « prophage »). La réplication de ce matériel génétique a ainsi lieu en même temps que celui de la bactérie. Celle-ci, dont le chromosome bactérien a été envahi, transmet ensuite lors de sa division ce nouveau patrimoine génétique à sa descendance [4]. Cet état « silencieux » demeure jusqu’à ce qu’à un moment donné, le cycle lysogénique s’active en cycle lytique et que le génome du phage s’excise du chromosome bactérien. Ce changement d’état est relativement rare : un cas pour 100 000 phages tempérés environ [4], mais sa fréquence est augmentée lors d’un stress, induit par exemple par des rayons ultraviolets, des rayons X ou des substances chimiques comme des oxydants.. Figure 3 : Schéma d'un cycle lysogénique[18]. Lors du cycle d’un phage tempéré, le génome phagique va s’intégrer au génome bactérien et prendre le nom de « prophage ». Ce prophage peut être transmis par transfert bactérien vertical (cellule mère à cellule fille) ou horizontal (entre deux bactéries sans lien de. 12.

(52) parenté). Parfois le cycle lysogénique s’active en cycle lytique notamment à l’occasion d’un stress[18].. 3 .Principe et étapes du cycle lytique (phages virulents). Contrairement aux phages tempérés, les bactériophages virulents possèdent la capacité de se multiplier selon leur propre rythme, et non pas au gré des divisions bactériennes. La reproduction d’un tel phage permet d’engendrer simultanément plusieurs dizaines de virus tous identiques. Pour décrire ce cycle, le microbiologiste Mark Müller a déclaré « Les bactéries ne meurent pas, elles explosent en multiples phages. » Un cycle lytique complet prend quelques minutes à maximum une heure pour se réaliser. À côté de cela, la réplication bactérienne ne permet, dans les conditions optimales, de générer que deux bactéries filles toutes les demi-heures chez les espèces bactériennes à développement rapide. Cette réplication dichotomique bactérienne n’est pas en mesure de résister à une lyse par les dizaines, et même les centaines de bactériophages produits lors de leur réplication. Une colonie bactérienne entière même abondante est ainsi rapidement détruite par le nombre de bactériophages à croissance exponentielle [4]. Pour étudier le cycle lytique, comme indiqué précédemment, Je vais me baser sur le phage T4 (figure 17). Ce phage, dirigé contre la bactérie Escherichia coli, a fait l’objet de multiples études pendant de très nombreuses années [19]. Sa séquence nucléotidique, complètement décryptée dans les années 1990 est accessible via le site internet du Centre National pour l’Information Biotechnologique (NCBI, National Center for Biotechnology Information) sous les dénominations AF158101 (au sein de la base de données GenBank) et NC_000866 (au sein de la base de données NCBI) (NCBI, 2005)[20, 21].. 13.

(53) Figure4 : Schéma d'un phage T4[22] T4 Le bactériophage T4, phage virulent appartenant à la famille des Myoviridae, se compose d’une tête comportant une capside polyédrique et un ADN double brin, et d’une queue sur laquelle se situent entre autres autres des éléments essentiels à l’arrimage du phage sur une bactérie : des fibres (LTF, long tailfibers), tailfibers des crochets (STF, sidetailfibers) sidetailfibers et une plaque basale.. 14.

(54) Figure 5: Schéma du cycle lytique [18]. Lors d’un cycle lytique, un phage virulent va pénétrer au sein de la cellule bactérienne, détruire le génome bactérien, en détourner la machinerie pour produire des éléments constitutifs de nouveaux phages et enfin lyser la bactérie pour libérer ces nouveaux virions.. a. Arrimage. La fixation d’un bactériophage sur la membrane plasmique d’une bactérie fait intervenir deux types de structures : une ou plusieurs fibres caudales du bactériophage, et des molécules particulières situées à la surface de la membrane externe de la bactérie hôte qui vont jouer le rôle de « récepteurs » pour le virus. Dans le cas du phage T4, par exemple, plusieurs fibres caudales, dont les six fibres caudales longues (LTF, long tailfibers), vont venir se fixer aux lipopolysaccharides (LPS) et aux protéines membranaires C (OmpC). Cette fixation, souvent 15.

(55) réversible, permet un rapprochement du virus et de la bactérie. S’en-suit un changement de conformation des fibres qui signale au plateau situé à la base de la queue du phage que l’attachement est correctement en place. Ce plateau va alors lui aussi se placer sur la membrane bactérienne sur le site adéquat pour injecter le génome viral. De nouvelles fibres vont s’accrocher à des molécules de surface bactériennes pour stabiliser l’attache : pour le phage T4, il s’agit de 6 fibres caudales courtes (STF, sidetailfibers) dont l’attache est irréversible. Ces nouvelles fixations vont entrainer un changement de conformation du plateau(pour le phage T4, passage d’une conformation hexagonale à une conformation en étoile) et vont être à l’origine d’une contraction de la gaine contractile de la queue. Toutes ces étapes de fixation durent environ dix secondes et l’ensemble s’appelle l’arrimage[4].. b. Entrée du génome viral et réplication. Une enzyme du phage perce la paroi cellulaire de la bactérie, ce qui permet à l’axe central rigide de la queue de traverser cette paroi. L’extrémité de cet axe entre en contact avec la membrane plasmique de la bactérie et interagit avec des molécules membranaires : pour le phage T4, il s’agit de lipides particuliers comme des phosphatidylglycérols ou des cardiolipides. Cette interaction entraîne la perforation de la membrane bactérienne. Le génome du phage se retrouve éjecté de la capside virale vers le cytoplasme bactérien, tandis que la capside reste à l’extérieur. Ce génome exogène détourne alors le métabolisme de la cellule hôte à son profit : une endonucléase découpe l’ADN bactérien en de nombreux fragments inactifs, puis le génome viral puise dans les réserves d’énergie de la bactérie et se sert des ribosomes hôtes pour se reproduire et pour synthétiser différentes protéines nécessaire à la formation de nouvelles particules virales. Tous ces nouveaux éléments viraux sont ensuite assemblés pour composer les nouveaux virus, tous similaires au phage infectant initial[4].. 16.

(56) c. Libération des nouveaux phages. En plus des protéines utilisées dans l’assemblage des nouvelles unités virales, le phage force la synthèse d’enzymes lysozymialesdestinées à détruire la membrane bactérienne après la constitution d’une quantité importante de nouveaux virions. L’éclatement de la bactérie hôte permet alors la libération de dizaines de nouveaux virus qui, à leur tour, attaquent les bactéries voisines[4].. III. Types de Transduction C’est le transfert indirect de matériel génétique bactérien entre deux bactéries plus ou moins proches phylogénétiquement, par l’intermédiaire d’un bactériophage, qui joue donc le rôle de vecteur. Ces échanges de gènes peuvent être à l’origine de la dissémination dans la population bactérienne de gènes de résistance aux antibiotiques ou de facteurs de pathogénicité[23]. On distingue trois types de transduction :. 1.. Transduction généralisée. L’ADN bactérien est fragmenté par une nucléase phagique, par conséquent, lors de l’assemblage des virions dans la cellule hôte, des morceaux d’ADN bactérien peuvent s’incorporer, au hasard, dans la capside d’un bactériophage. Puis, le phage peut transférer cet ADN bactérien à une autre bactérie réceptrice, où il sera intégré et recombiné à son génome. La. transduction. est. alors. complète.. Il. faut. noter. que. cette. transductiongénéraliséepeutégalementêtreeffectuéeparunphagevirulent.. 2.. Transductionabortive. C’est le même mécanisme que la transduction généralisée, cependant l’ADN injecté 17.

(57) dans la cellule réceptrice n’est pas intégré au génome bactérien et ne sera donc pas transmis à la descendance de la bactérie. Néanmoins, il reste fonctionnel et s’exprime normalement mais il sera dilué au cours des divisions cellulaires successives.. 3. Transduction localisée Cette transduction n’est réalisée que par les phages tempérés. Lors de la libération du prophage. du. génome. bactérien. pour. réaliser. un. cycle. lytique,. on. observe. parfois,uneexcisionanormaleaboutissantàunprophagecontenantunepartiedu génome de l’hôte. Les gènes bactériens peuvent donc être transmis à une autre bactérie lors d’une nouvelle infestation. Après avoir développé les deux cycles majoritaires des phages, on comprend bien l’intérêt de sélectionner des bactériophages lytiques en thérapeutique. En effet, en plus de leur inefficacité pour lyser les bactéries, les bactériophages lysogéniques peuvent être les vecteurs de gènes de pathogénicité ou de résistance aux antibiotiques. Bien qu’ils jouent un rôle majeur dans l’évolution des bactéries, la part des phages tempérés ne représenterait qu’environ 10% des bactériophages [24].. IV.Avantages etinconvénients Si l’on compare les caractéristiques des bactériophages vis-à-vis des antibiotiques, la référence thérapeutique des agents antibactériens, on comprend aisément tous les avantages que l’on peut en tirer, pour des inconvénients relativement mineurs et contournables (Figure 11) [25]. 1. -. Avantage. Action bactéricide puissante et rapide avec une forte spécificité bactérienne :. pas de. déséquilibre de la flore commensale à l’origine d’effets iatrogènes ni de sélection de résistance. chez. d’autres. bactéries. comme. antibiotiquesbactériostatiques. 18. cela. peut. être. le. cas. avec. les.

(58) -. Très peu d’effets secondaires avec les préparations phagiques, à condition. qu’ellessoient purifiées des endotoxines produites lors de l’amplification des bactériophages sur des cultures de bactéries vivantes. Par conséquent, l’usage de phages est intéressant chez les personnes allergiques à certains antibiotiques ou chez celles subissant de lourds effets indésirables.. − Pas d’interaction médicamenteuse nécessitant un réajustement des traitements concomitants ni d’adaptation posologique en fonction de l’âge ou du poids du patient.. − Une synergie phage-antibiotique qui permet d’augmenter la virulence desphages. − Une facilité de fabrication avec un coût de production faible, notamment grâce à un vivier de bactériophage quasi inépuisable et facilementaccessible.. 2.. Inconvénients. − Spécificité étroite avec le germe, nécessitant l’isolement et l’identification précise de la bactérie pathogène. Ce qui explique la difficulté d’un traitement probabiliste ainsi que la complexité des infections à germes multiples. Néanmoins, les infections polymicrobiennes peuvent être traitées par l’utilisation de cocktails de phages[25].. − Nécessité d’utiliser un bactériophage lytique et non un bactériophage tempéré car en plus d’être inefficace il peut être à l’origine de transfert de gènes pathogènes vers les bactéries. Cependant, grâce à la biologie moléculaire et au séquençage du génome viral, on peut rapidement éliminer les phages contenant des séquences génomiques potentiellement dangereuses (gènes de toxines, gènes de virulence, gène de résistance aux antibiotiques,etc.).. − Le traitement des infections autres que locales (plaies, brûlures, otites, etc.) est délicat car les phages sont considérés comme des éléments extérieurs l’organismeetpeuventêtredétruitsparlesystèmeimmunitaire.. − 19.

(59) −. La concentration du phage: L’administration du phage : Traitement de phage :administration par voie orale, topique, intrapéritonéale, intraveineuse et intranasale en fonction du site d'infection.. pour des expériences in vitro et in vivo, MOI (multiplicité d'infection) varie de 0,01 à 100.. Les conditions environnementales: La survie et la persistance de bactériophages sont affectées par des facteurs physicochimiques (pH, température. Pour quelques cas, un traitement par voie intraveineuse était plus rapide que celle intramammaire.. ...). La dose et le moment du traitement:. Spécifité : Les phages doivent être lytiques et capables d'infecter les bactéries cibles. L’utilisation d'un cocktail de phages pourrait augmenter le spectre d'activité du phage.. L'efficacité du traitement du phage.. L’application du phage a été le plus utile lorsque le traitement était précoce.Pour un traitement précoce, les doses multiples sont meilleures que d'une seule dose.. La résistance au phage :. Accessibilité de cibler les bactéries:. Neutralisation:. Les bactéries peuvent devenir résistantes aux phages.. Les agents pathogènes développent dans les tissus ou les organes des compartiments inaccessibles aux phages.Les phages sontlimités par leur diffusion dans des matrices solides. Les facteurs immunitaires dans le lait cru pourraient protéger les bactéries contre les phages. Les phages peuvent être neutralisés par des. Utiliser un cocktail de phages. Isoler les nouveaux phages.. anticorps ou d'autres composés. Répéter l'administration ou augmenter les doses ou l'administration de différents phages plus résistants ou protection des phages par encapsulation.. Figure 6: Facteurs qui influent sur l'efficacité de l'utilisation des phages contre les bactéries pathogènes[25].. 20.

(60) V.Méthodes d’obtention de phages à destinée thérapeutique Les bactériophages sont présents partout autour de nous, il n’est donc pas difficile de les trouver. Cependant, c’est dans les milieux liquides que l’on peut le plus facilement les extraire : eaux usées, eaux de rivière, eaux d’égouts, etc. La technique actuelle d’isolement du phage ne diffère que très peu de celle employée par Félix d’Hérelle à ses débuts et elle se base sur l’effet visible du phénomène lytique[26].. 1.. Propagation. On recueille un échantillon d’eaux résiduaires qui doit ensuite être centrifugé et décanté, de manière à éliminer les grosses particules, puis le surnageant de la décantation doit être filtré (filtre de 0,2 micromètres) pour éliminer les bactéries. On obtient ainsi une préparation. contenant une grande quantité de phages. Il faut ensuite déterminer si le ou les bactériophages recherchés, c’est-à-dire celui ou ceux dirigés contre une bactérie donnée, sont présents dans la préparation obtenue. Pour cela on ajoute une suspension contenant la bactérie ciblée à la préparation et on incube le mélange pendant quelques heures à 35°C et sous agitation douce (pour la plupart des phages recherchés). À l’issue de cette incubation, si un ou plusieurs phages se sont propagés au détriment des bactéries, il s’agit alors des virus recherchés. En effet, chaque phage dirigé contre la bactérie aura réalisé plusieurs cycles de propagation, augmentant fortement le nombre de particules virales. Il faut enfin centrifuger de nouveau et filtrer pour éliminer les débris bactériens. Ces tests peuvent aussi être réalisés en plaçant une goutte de la préparation dans une boîte de Petri avec une gélose contenant la bactérie étudiée. Si l’on observe un trou dans le film bactérien après incubation, la préparation contenait bien le ou les bactériophages correspondants à la bactérie étudiée[4].. 21.

(61) 2. Purification. De manière à isoler les bactériophages d’intérêt, il faut tout d’abord diluer sériellement la préparation précédemment réalisée, puis étaler les différentes préparations dilutions en boîte de Petri sur des géloses comportant les bactéries étudiées réparties de manière homogène en surface. Après incubation, de multiples plages de lyse vont se former sur la gélose. À chaque plage de lyse correspond un clone de bactériophage et l’aspect des plages diffère selon le bactériophage impliqué dans le processus de lyse. On prélève alors une ou plusieurs plages que l’on propage dans un bouillon bactérien (comme réalisé à l’étape précédente de propagation) de sorte d’obtenir une quantité suffisante de clones et de bien les adapter à la bactérie étudiée ; cette étape peut être réalisée plusieurs fois (généralement 2 à 3 fois). Il est ensuite nécessaire d’éliminer les bactéries restantes ainsi que les débris de lyse bactérienne. Plusieurs méthodes existent pour cela : centrifugation et filtration, précipitation des phages à l’aide de polyéthylène glycol ou chromatographie d’affinité [27].. 3.. Numération. Cette étape permet de connaître la quantité de bactériophages obtenus et ainsi être certain que cette quantité sera suffisante d’un point de vue thérapeutique. On mesure le titre de phages (le nombre de phages lytiques par unité de volume) en nombre d’Unité Formant Plages (UFP) par millilitre.. 4.. Contrôle. 22.

(62) Cette étape est surtout importante lorsqu’on est en présence d’une préparation de phages dont on ne connait pas les caractéristiques. Elle permet de déterminer l’activité et le nombre de particules virales actives.. DEUXIEME PARTIE : PRESENTATION DE LA PHAGOTHERAPIE. 23.

(63) 24.

(64) I. Définition. La phagothérapie est un mot apparu en 1926 construit à partir de « phagos » et « therapeia » (cure). On peu toute fois signalerque le terme phagothérapie avait été préalablement utilisé dans un tout autre sens : en 1912, Fernand Boivin l’utilise dans sa thèse en tant que traitement qui modifie la façon de se nourrir. Bien que supplanté par le sens de d’Hérelle, on trouve encore quelques fois l’usage de ce mot avec cette acceptation. La phagothérapie est l’utilisation de bactériophages (parfois simplement appelés phages) dansle but de traiter et de guérir des infections bactériennes. La phagothérapie est donc untraitement spécifique de maladies bactériennes par des phages. Elle met à profit les propriétésdestructrices, lytiques et spécifiques de tel ou tel phage vis à vis d’une bactérie infectante.Formellement, il serait plus exact d’utiliser le terme de « bactériophagothérapie ». Bienqu’existant, ce terme reste néanmoins très peu utilisé du fait de sa longueur.Enfin, dans certains écrits en français l’expression « thérapie phagique » (à l’instar de « phagetherapy » des Anglo-saxons) peut être employée en lieu et place de phagothérapie[28]. La phagothérapie s’est développée dans le bloc soviétique. Dans les années 20, après une visite à l’institut Pasteur, un chercheur géorgien GeorgyEliava fut à l’origine de la construction à Tbilissi d’un institut dédié à la recherche et à l’application médicale des bactériophages. Cet institut est toujours en activité aujourd’hui. Un seul autre centre de recherche, à Wroclaw en Pologne propose des traitements à base de bactériophages[4].. II. Historique de la phagothérapie Pendant la première guerre mondiale, à l’Institut Pasteur de Paris, un chercheur, Félix d’Hérelle (1873—1949), étudiait les analyses in vitro des déjections de malades atteints de dysenterie bacillaire, diarrhée provoquée par la bactérie nommée Shigelladysenteriae. Au cours de l’épidémie, le chercheur fit la remarque que l’évolution favorable de la maladie était précédée par l’apparition d’un « principe lytique » (apparition de plages claires sur les cultures en milieu solide ou éclaircissement d’un bouillon) dans les selles du malade (fig 7). À 25.

(65) l’inverse, en son absence, l’évolution était souvent mortelle. Sur ce constat, il fit l’hypothèse que ce « principe lytique » est responsable de l’issue favorable de la maladie et qu’il s’agit d’un virus antagoniste de la bactérie pathogène. Il l’appela « bactériophage », littéralement « mangeur de bactérie ». Difficilement acceptée à cette époque car on connaissait mal les virus, il avança aussi la théorie d’un « principe » corpusculaire, responsable de « la guérison naturelle » des maladies bactériennes [14]. La phagothérapie semblait pouvoir être généralisée à un grand nombre d‘infections jusque-là souvent mortelles. C‘est ainsi qu‘apparut la commercialisation de préparations à usage thérapeutique. Le principal germe concerné était le staphylocoque, mais de nombreuses maladies infectieuses cutanées, intestinales, génitales, respiratoires étaient traitées. Les résultats de la phagothérapie souvent rapportés dans la presse scientifique, et même les quotidiens et revues « grand public », éveillèrent l‘attention de plusieurs entreprises pharmaceutiques importantes : Parke-Davis, Eli Lilly, Abbott et Squibb aux États-Unis ou plus modestes en Allemagne et en Angleterre. En France, les laboratoires Robert et Carrière, proposèrent à d‘Hérelle d‘installer en 1928 le laboratoire du bactériophage. La firme se réservait l‘exclusivité de la commercialisation pour la France. Les cinq spécialités à base de phages (bacté-intesti-phage; bacté-coli-phage; bactérhino-phage; bacté-pyo-phage ; bacté-staphy-phage) auront été pendant les années 1930 parmi les dix meilleures ventes des médicaments de l‘entreprise [29]. Une monographie a fait la synthèse des possibilités thérapeutiques connues [30, 31] à cette époque. En 1934, D‘Hérelle reçoit une offre étonnante : Staline lui propose de venir créer un institut sur les bactériophages dans sa contrée d‘origine, la Géorgie. Socialiste à ses heures, D‘Hérelle accepte et fonde avec son ami géorgien Georges Éliava un institut qui porte le nom de ce dernier [32]. En 1980, le biochimiste britannique Frederick Sangerreçut le prix Nobel pour avoir réussi à séquencer l'ADN en utilisant un phage. Et donc considéré les bactériophages comme un outil fondamental de recherches ainsi ont permis à l‘essor de la biologie moléculaire. 26.

(66) Les connaissances acquises, tant au laboratoire que dans la nature, sur les phages eux mêmes et la relation avec leurs hôtes sont aujourd‘hui très nombreuses. Toutes les données accumulées depuis des décennies assurent une meilleure approche et donnent l‘opportunité de revoir la phagothérapie dans des conditions satisfaisantes [33].. Figure7 : Nombreuses(àgauche)etquelques(àdroite)plagesclairessurunenappedeculturedeSta phylococcusaureus(clichépersonnel)[10].. III. Résistance à l’antibiothérapie et infections nosocomiales Les antibiotiques, qui ont sauvé tant de vies humaines, risquent de devenir inefficaces en raison d’une inquiétante augmentation de la résistance des bactéries à leur encontre et de la raréfaction des nouveaux produits mis sur le marché[34]. Ainsi, des échecs thérapeutiques surviennent déjà pour des infections pourtant banales, mais causées par des bactéries multirésistantes aux antibiotiques (BMR), voire résistantes à tous les antibiotiques. L’émergence des bactéries multirésistantes (BMR) est aujourd’hui un phénomène planétaire préoccupant. Ces bactéries sont responsables d’infectionspouvant menacer le pronostic vital des patients sans solutions thérapeutiques satisfaisantes [35]. Par ailleurs, certains actes vont devenir beaucoup plus périlleux (interventions chirurgicales lourdes, greffes d’organes ou traitements immunosuppresseurs). 27.

(67) Les antibiotiques sont des médicaments uniques, car leurs cibles, les bactéries, sont des êtres vivants, capables de s’adapter, en acquérant des mécanismes de résistance aux antibiotiques (mutations ou acquisition de supports portant des gènes de résistance). Charles DARWIN disait que : « Les espèces qui survivent ne sont pas les espèces les plus fortes, ni les plus intelligentes, mais celles qui s'adaptent le mieux aux changements »[36]. Les bactéries sont dites multirésistantes aux antibiotiques lorsque du fait de l’accumulation de résistances acquises à plusieurs familles d’antibiotiques, elles ne sont plus sensibles qu’à un Petit nombre d’antibiotiques utilisables en thérapeutique (résistance à plus de 3 familles différentes). La multirésistance est une étape vers l’impasse thérapeutique. Elle concerne lesbactéries des infections communautaires (ex : pneumocoque, bacille de la tuberculose) et les bactéries des infections nosocomiales.. 1. Les infections nosocomiales a. Définition. Il s’agit d’une « infection qui était absente à l’admission à l’hôpital. Ce critère est applicable à toutes les infections. Lorsque la situation précise à l’admission, un délai d’au moins 48 heures après l’admission (ou un délai supérieur à la période d’incubation lorsque celle-ci est connue) est communément accepté pour séparer une infection d’acquisition communautaire d’une infection nosocomiale. Pour les infections de stades opératoires (ou infections de site opératoire ISO), on accepte comme nosocomiale les infections survenues dans les 30 jours suivants l’intervention ou, s’il y a mise en place d’une prothèse ou d’un implant, dans l’année qui suit l’intervention [37].. b. Epidémiologie L’enquête nationale de prévalence (ENP) des infections nosocomiales et des traitements anti infectieux en établissements de santé de 2012 est la cinquième de ce type réalisée en 28.

(68) France depuis 1990 par le Réseau d’alerte d’investigation et de surveillance des infections nosocomiales . Au total 1938 établissements de santé, représentant 376 012 lits d’hospitalisation en France, ont participé à cette enquête. En nombre de lits, la participation des établissements publics était proche de l’exhaustivité : les 848 établissements de soins publics représentaient 96,8% des lits d’hospitalisation publique français. Elle était plus faible pour les établissements de soins privés d’intérêt collectif (83,4%) et les établissements de soins privés à but lucratif (74,8%). L’enquête a inclus au total 300 330 patients. Au jour de l’enquête, la prévalence de patients infectés était de 5,1% avec une prévalence des infections nosocomiales de 5,3% (dont 3,9%. d’infections. nosocomiales. acquises. dans. l’établissement,. 1,2%. d’infections. nosocomiales importées d’un autre établissement et 0,2% d’infections nosocomiales d’origine indéterminée). En d’autres termes, le jour de l’enquête, 15 180 des 300 330 patients avaient une ou plusieurs infections et 16 024 infections nosocomiales ont été recensées. Ce chiffre s’explique par la possibilité de poly-infection des patients. Sur l’ensemble des établissements de santé ayant participé aux deux enquêtes de 2006 et 2012, laprévalence brute des patients infectés est restée pratiquement stable (+0,5% en accroissement relatif), alors que la prévalence des patients présentant au moins une infection nosocomiale acquise dans l’établissement de santé a légèrement diminué (de 4,1% en 2006 à 3,9% en 2012, soit pratiquement 5% de diminution relative). Cependant, la prévalence des patients infectés présentant au moins une infection importée est passée de 0,9% à 1,2% (25% d’augmentation). Par ailleurs, les enquêteurs pouvaient indiquer que l’origine de l’infection était indéterminée, possibilité qui ne leur était pas offerte en 2006. En 2012, 691 patients (0,2%) présentaient une infection mentionnée comme d’origine indéterminée, alors que seulement 9 patients avaient une infection d’origine non documentée en 2006. Les patients infectés sont relativement plus nombreux dans les CHU (Centres Hospitaliers Universitaires), dans les centres de réanimation et dans les centres de lutte contre le cancer. Les sujets âgés, de sexe masculin, atteints d’une maladie sévère et/ou immunodéprimés, opérés ou exposés à un dispositif invasif (sonde urinaire, cathéter vasculaire ou intubation/trachéotomie) sont également plus touchés que les autres[37]. 29.

Figure

Figure 2: Bactériophage et ses principales composantes[3]
Figure 3 : Schéma d'un cycle lysogénique[18]
Figure 5: Schéma du cycle lytique [18]
Figure 6: Facteurs qui influent sur l'efficacité de l'utilisation des phages  contre les bactéries pathogènes[25].
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