Les bactériocines, une alternative aux antibiotiques ?

Les bactéries, causant des maladies, résistent chaque jour de plus en plus aux antibiotiques. Aujourd’hui, certains microbes sont totalement insensibles aux antibiotiques. L’heure est donc à la recherche d’alternatives. Le Dr Johann Mignolet[1] étudie les bactériocines comme molécules de substitution ou en complément des antibiotiques.

« La résistance aux antibiotiques constitue aujourd’hui l’une des plus graves menaces pesant sur la santé mondiale, la sécurité alimentaire et le développement », constate l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS). Les antibiotiques, utilisés pour traiter et prévenir certaines infections bactériennes, perdent en effet de leur efficacité car les bactéries y deviennent résistantes. Résultat : chez l’homme ou l’animal, des infections plus difficiles à traiter apparaissent. Pour freiner ce problème, de nombreux chercheurs partent en quête de stratégies innovantes. Parmi eux, le Dr Johann Mignolet, chercheur visiteur dans le laboratoire du LIBST[2] à l’UCLouvain, et R&D Project Manager chez Syngulon, une entreprise développant des technologies de biologie synthétique.

La bactériocine, cette molécule-star

Depuis quelques années, le Dr Mignolet s’intéresse aux bactériocines comme nouvelle solution antimicrobienne pour pallier les problèmes de multirésistance actuels. Ces molécules antibactériennes, de la famille des protéines et qui sont synthétisées naturellement par certaines bactéries, représentent une alternative ou un complément intéressant aux antibiotiques. Mieux encore, elles pourraient restituer l’ancienne force des antibiotiques, perdue jusqu’ici à cause de la multiplication de souches multirésistantes. Autrement dit, les bactériocines ne sont pas des antibiotiques, mais possèdent des propriétés antibiotiques, telles que la capacité d’éliminer certains micro-organismes (bactéricide) ou d’inhiber la croissance de certains micro-organismes (bactériostatique). Il s’agit donc du candidat idéal pour répondre à la problématique de multirésistance…

Les avantages des bactériocines

Les bactériocines comportent de nombreux avantages. D’abord, les techniques pour produire ces bactériocines sont nombreuses et variées. A l’échelle industrielle, les coûts de production de bactériocines diminuent de mois en mois et pourraient devenir plus faibles que ceux des antibiotiques. Il serait aussi possible d’utiliser les bactéries présentes dans notre flore intestinale pour produire des bactériocines dans l’intestin, et ainsi traiter certaines infections intestinales bactériennes. Par ailleurs, la solution proposée au problème de multirésistance ne repose pas sur l’utilisation d’une bactériocine seule, mais sur l’élaboration d’un mélange incluant plusieurs bactériocines. La probabilité qu’un mécanisme d’échappement (et donc une multirésistance) se mette en place contre plusieurs bactériocines est donc bien plus faible que contre un antibiotique unique. En travaillant avec des « cocktails de bactériocines » aux modes d’action totalement différents et spécialisés (qui ne tuent qu’un type de bactérie bien particulier), la résistance émergerait moins vite. Actuellement, le principal désavantage des bactériocines est leur base protéique. Premièrement, elles sont la cible des protéases, c’est-à-dire des protéines qui coupent d’autres protéines. Deuxièmement, en administrant certaines bactériocines dans le corps humain, le système immunitaire pourrait avoir tendance à réagir.

De l’industriel au médical

Johann Mignolet veut aujourd’hui montrer qu’on peut puiser dans cette réserve de nouvelles molécules antimicrobiennes pour une série d’applications très diverses. Toutes ont un objectif commun : tuer les bactéries qui posent problème. Dans le domaine industriel, d’abord, ces bactériocines peuvent tuer des micro-organismes qui dérèglent les processus de fermentation. C’est le cas lors de la production de bioéthanol, par exemple. A plus long terme, dans le domaine médical (humain et animal), les bactériocines pourraient cibler certaines souches au niveau de la peau ou de l’intestin, et remplacer ou venir en complément d’antibiotiques pour tuer certaines bactéries.

Quelles perspectives pour l’avenir ?

Aujourd’hui, le Dr Mignolet poursuit ses recherches pour mieux comprendre comment déclencher la production de bactériocines chez des bactéries de l’intestin afin de traiter certaines infections bactériennes. Précisément, il compte utiliser des petites molécules dites phéromones pour pirater le système de production et l’activer sur demande. De manière concrète, un brevet collaboratif entre l’UCLouvain et Syngulon protège ces découvertes. Dans les années à venir, le Dr Mignolet va continuer à déterminer quelles bactériocines tuent quelles bactéries. Sur cette base-là, il aimerait constituer des « pool » de bactériocines intéressants. Pour ce faire, il compte bien s’inspirer de la liste de bactéries pathogènes, dressée par l’OMS, comme le staphylocoque doré, la tuberculose, etc. qui représentent des cibles privilégiées pour le développement médical. Dans un second temps, restera à définir si l’utilisation de ces bactériocines dans le monde industriel est économiquement viable, à vérifier qu’il n’y a pas de toxicité de ces « cocktails de bactériocines » et à faire approuver ces nouvelles médicales dans le monde médical.

Lauranne Garitte

(1) Chercheur visiteur dans le laboratoire du LIBST[1] à l’UCLouvain, et R&D Project Manager chez Syngulon, une entreprise développant des technologies de biologie synthétique.
(2) Louvain Institute of Biomolecular Science and Technology

Coup d’œil sur la bio du Dr Johann Mignolet

Le Dr Johann Mignolet a étudié la biologie à l’UNamur, avant de réaliser un doctorat en biologie moléculaire dans la même université, sous la supervision du Pr Xavier De Bolle. En 2009, Johann Mignolet devient chercheur postdoctoral à l’ULB, puis en 2010 à l’Université de Genève et en 2013 à l’UCLouvain (sous la supervision du Pr. Hols, LIBST). Tout au long de sa carrière académique, il a tenté de comprendre comment les bactéries perçoivent leur environnement ainsi que les comportements qu’elles développent pour s’y adapter. Aujourd’hui, Johann Mignolet est R&D projet manager chez Syngulon et chercheur visiteur à l’UCLouvain. Il apporte ainsi une approche appliquée à ses recherches sur les bactériocines.

Publié le 07 mai 2019