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Phages vs antibiotiques

Format
Damitha Gunathilake
Lisibilité
8.12

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Plusieurs médecins prescrivent des antibiotiques pour guérir les infections. Mais devraient-ils plutôt prescrire des virus?

Quand tu entends les mots virus et bactéries, peut-être penses-tu au fait d’être malade et obligé de rester au lit. Mais savais-tu que certains virus peuvent infecter une bactérie et la tuer? Ces virus sont appelés bactériophages. Pour faire plus court, on les appelle souvent phages.

Des virus qui sauvent des vies (2015) par FUTUREMAG - ARTE (14:09)

Les bactériophages ont été découverts par deux scientifiques différents qui travaillaient de manière indépendante l’un de l’autre. En 1915, Frederick W. Twort a découvert les bactériophages en Grande-Bretagne, alors qu’en 1917, le Canadien Félix d’Hérelle fait la même découverte en France. Ces scientifiques ont aussi compris qu’il était possible de traiter les infections bactériennes avec la phagothérapie, c’est-à-dire la thérapie par les phages. Cependant, quand les scientifiques ont découvert les antibiotiques en 1928, la recherche sur la phagothérapie a ralenti, parce que les antibiotiques étaient plus faciles à utiliser.

Le savais-tu? 

En 1917, le scientifique canadien Félix d’Hérelle a réussi à traiter la dysenterie à l’aide d’une préparation contenant des virus. C’était avant l’ère des antibiotiques.

Mais est-ce que cela veut dire que les antibiotiques sont plus efficaces que les phages? Cela dépend. Examinons ce débat plus en détail.

 

Schéma accompagné de légendes des composantes d’un bactériophage
Schéma accompagné de légendes des composantes d’un bactériophage (Source : <a href="https://www.istockphoto.com/ca/portfolio/ttsz?mediatype=illustration"> ttsz</a> par l’intermédiaire de <a href="https://www.istockphoto.com/ca/vector/structure-of-virus-bacteriophage-gm500277705-42809858"> iStockPhoto</a>).

Comment fonctionnent les bactériophages?

Les bactériophages sont des particules microscopiques ayant une tête et une queue. La tête contient l’acide nucléique du virus. Certains phages ont une queue, alors que d’autres ont des fibres caudales (de queue).

Les bactériophages se fixent sur les bactéries à l’aide de leur queue ou de leurs fibres caudales (A). Ensuite, ils injectent leur acide nucléique à l’intérieur de la cellule bactérienne (B). Le virus commence à se multiplier (C et D). Finalement, le virus nouvellement produit fait éclater (tue) la cellule bactérienne (E). Cela va relâcher le virus dans l’environnement de son hôte.

Les virus se reproduisent de la façon suivante : ils se fixent à une cellule (A), y injectent leur ADN (B), multiplient leurs différentes parties (C), assemblent les virus matures (D), puis relâchent les nouveaux virus dans l’environnement (E)
Les virus se reproduisent de la façon suivante : ils se fixent à une cellule (A), y injectent leur ADN (B), multiplient leurs différentes parties (C), assemblent les virus matures (D), puis relâchent les nouveaux virus dans l’environnement (E) (© 2020 Parlons sciences).

Le savais-tu? 

En 1896, les scientifiques ont remarqué que l’eau du fleuve Gange et de la rivière Yamuna, en Inde, pouvait tuer les bactéries qui causent le choléra. Cependant, personne ne savait comment. Plus tard, les chercheurs ont commencé à soupçonner que les deux cours d’eau contenaient des bactériophages.

Le problème des superbactéries

Certaines bactéries, appelées superbactéries, sont résistantes aux antibiotiques. Quand un patient est infecté par une superbactérie, il est difficile de traiter l’infection avec des antibiotiques. Mais pour chaque espèce bactérienne, il existe dans la nature un phage capable de la tuer.

Que se passe-t-il quand les bactéries deviennent résistantes aux antibiotiques? Les compagnies pharmaceutiques doivent investir pour trouver d’autres façons de tuer ces bactéries. Et cela coûte de l’argent! C’est moins cher et plus facile de trouver un phage capable de tuer une espèce de bactéries.

Les micro-organismes peuvent changer ou évoluer très rapidement. Cela signifie que les bactéries sont capables d’évoluer pour se protéger contre les attaques des antibiotiques et des phages. Par contre, les virus aussi sont capables d’évoluer. Cela veut dire qu’ils peuvent éventuellement produire plus de variétés de phages. Ils peuvent évoluer afin de produire des phages capables de tuer même les superbactéries! Voilà un autre avantage de la phagothérapie.

Pourquoi est-ce que mon médecin ne me traite pas avec des phages?

Es-tu déjà allé voir un médecin parce que tu avais une plaie infectée? Ou parce que tu souffrais d’une infection grave, comme une pneumonie? Ton médecin t’a probablement prescrit un antibiotique, pas un phage. Alors, pour traiter les infections bactériennes, pourquoi est-ce qu’on n’utilise pas les phages aussi couramment que les antibiotiques?

Il existe plusieurs raisons. L’une des raisons principales est le fait que la gamme d’hôtes est étroite. Une gamme d’hôtes est le nombre d’espèces bactériennes qu’un phage peut tuer. Habituellement, un bactériophage spécifique ne peut infecter et tuer qu’une seule espèce spécifique de bactéries. Par exemple, la Streptococcus pneumoniæ est une bactérie qui cause la pneumonie, alors que la Campylobacter jejuni est une bactérie qui cause la grippe intestinale. Un phage capable d’infecter et de tuer la Streptococcus pneumoniæ ne peut pas infecter et tuer la Campylobacter jejuni.

Faits saillants sur les phages

  • Les phages n’endommagent aucune de tes cellules, sauf les cellules bactériennes qu’ils sont censés tuer.
  • La phagothérapie provoque moins d’effets secondaires que les antibiotiques.
  • De leur côté, la plupart des antibiotiques ont une gamme d’hôtes beaucoup plus large. Certains antibiotiques peuvent tuer en même temps une gamme étendue d’espèces bactériennes.
  • Parfois, le système immunitaire humain considère les phages comme des « étrangers » et essaie de les tuer. Pour empêcher cela, les médecins peuvent donner à leurs patients de grandes quantités de particules de phages. 

Prenons l’exemple de la pneumonie bactérienne. Elle peut être causée par plusieurs espèces de bactéries. Parmi elles, on retrouve la Streptococcus pneumoniæ et l’Hæmophilus influenzæe. En règle générale, les deux infections peuvent être traitées avec un antibiotique appelé amoxicilline. Imaginons que ton médecin t’a diagnostiqué une pneumonie. Cependant, il n’est pas certain de savoir quelle espèce de bactéries a causé ta maladie. Il pourrait te donner de l’amoxicilline et tu commencerais probablement à te sentir mieux.

Par contre, imaginons que ton médecin veut utiliser la phagothérapie. Premièrement, il faudrait qu’il demande des analyses de laboratoire pour identifier quelle bactérie a causé ta pneumonie. Cela est nécessaire parce qu’un phage capable de tuer la Streptococcus ne tuera pas nécessairement l’Hæmophilus.

À gauche, la Streptococcus pneumoniæ et à droite, l’Hæmophilus influenzæ
À gauche, la Streptococcus pneumoniæ et à droite, l’Hæmophilus influenzæ Sources (<a href="https://www.istockphoto.com/ca/portfolio/ktsimage?mediatype=photography">ktsimage</a> via <a href="https://www.istockphoto.com/ca/photo/streptococcus-pneumoniae-bacteria-gm612254938-105432139">iStockphoto</a> and <a href="https://www.istockphoto.com/ca/portfolio/ClaudioVentrella?mediatype=photography">ClaudioVentrella</a> via <a href="https://www.istockphoto.com/ca/photo/microscopic-blue-bacteria-background-gm628978952-111796005">iStockphoto</a>).

 

Alors, quand un médecin n’est pas certain de savoir quelles bactéries causent une maladie, il va probablement prescrire des antibiotiques. Les antibiotiques ont une gamme étendue d’hôtes. De plus, le traitement antibiotique prend moins de temps que de faire des analyses de laboratoire et de prescrire un phage. Mais lorsqu’il s’agit d’infections causées par des superbactéries, les antibiotiques connus sont inefficaces. Dans ces cas-là, la phagothérapie pourrait être une meilleure option.

Est-ce que quelqu’un utilise la phagothérapie?

La phagothérapie n’a pas encore éliminé la nécessité des traitements antibiotiques. Mais il existe plusieurs rapports qui démontrent que des médecins ont réussi à traiter avec des phages des patients infectés par des superbactéries. L’Eliava Institute, en Géorgie, est un des premiers établissements à utiliser la phagothérapie. Les scientifiques de cet institut ont réussi à traiter avec succès, à l’aide de la phagothérapie, des patients qui avaient des ulcères cutanés, ou dont les blessures par brûlure étaient infectées, ou qui souffraient de la grippe intestinale, d’infections oculaires ou respiratoires, ainsi que beaucoup d’autres problèmes de santé. Ces infections ont tendance à être difficiles à traiter. Les médecins utilisent souvent les bactériophages en combinaison avec des antibiotiques, parce qu’une blessure peut contenir de multiples agents pathogènes. Il est difficile de choisir rapidement un bactériophage pour chacun d’eux.

Le savais-tu? 

Les scientifiques explorent également des façons d’utiliser les phages pour prévenir et traiter les maladies chez les bovins. De plus, ils cherchent comment utiliser les phages comme désinfectants dans les installations laitières.

Alors, qui sait? Peut-être qu’un jour, si tu as une infection bactérienne et que tu vas chez ton médecin, au lieu d’acheter une bouteille d’antibiotiques, tu pourrais recevoir un flacon contenant un phage!

Points de départ

Connecter et Relier

  • As-tu déjà eu une infection bactérienne? Comment a-t-on traité l’infection?
  • Comment te sentirais-tu si le médecin concluait que tu as une infection résistante aux antibiotiques?
  • Que penses-tu de l’idée de recevoir un phage pour traiter une maladie?

Connecter et Relier

  • As-tu déjà eu une infection bactérienne? Comment a-t-on traité l’infection?
  • Comment te sentirais-tu si le médecin concluait que tu as une infection résistante aux antibiotiques?
  • Que penses-tu de l’idée de recevoir un phage pour traiter une maladie?

Relier la Science et la Technologie à la Société et à l'Environnement

  • Comment les hôpitaux affrontent-ils les problèmes liés aux superbactéries?
  • Comment les autorités de santé publique répondent-elles aux enjeux liés aux superbactéries?
  • Que peuvent faire les particuliers pour contribuer à réduire les problèmes liés aux superbactéries?
  • Est-ce que la société est devenue trop complaisante face à la disponibilité des antibiotiques pour guérir les infections bactériennes? Explique.

Relier la Science et la Technologie à la Société et à l'Environnement

  • Comment les hôpitaux affrontent-ils les problèmes liés aux superbactéries?
  • Comment les autorités de santé publique répondent-elles aux enjeux liés aux superbactéries?
  • Que peuvent faire les particuliers pour contribuer à réduire les problèmes liés aux superbactéries?
  • Est-ce que la société est devenue trop complaisante face à la disponibilité des antibiotiques pour guérir les infections bactériennes? Explique.

Explorer les Concepts

  • Pourquoi est-ce que les chercheurs médicaux veulent trouver des solutions de remplacement aux antibiotiques?
  • Comment un bactériophage se reproduit-il? Quelles sont les conditions nécessaires pour qu’un bactériophage puisse se reproduire?
  • Qu’est-ce qu’une superbactérie? Pourquoi est-ce que c’est devenu un problème grave?
  • Quelles sont les différences entre l’antibiothérapie et la phagothérapie?
  • La phagothérapie a été utilisée avec succès pour traiter des maladies; lesquelles?

Explorer les Concepts

  • Pourquoi est-ce que les chercheurs médicaux veulent trouver des solutions de remplacement aux antibiotiques?
  • Comment un bactériophage se reproduit-il? Quelles sont les conditions nécessaires pour qu’un bactériophage puisse se reproduire?
  • Qu’est-ce qu’une superbactérie? Pourquoi est-ce que c’est devenu un problème grave?
  • Quelles sont les différences entre l’antibiothérapie et la phagothérapie?
  • La phagothérapie a été utilisée avec succès pour traiter des maladies; lesquelles?

Nature de la Science / Nature de la Technologie

  • Si tu étais un scientifique, est-ce que tu préférerais chercher un nouvel antibiotique ou un nouveau bactériophage? Explique ton choix.
  • Est-ce que les chercheurs médicaux devraient abandonner la recherche de nouveaux antibiotiques et se concentrer uniquement sur la mise au point de thérapies utilisant des bactériophages? Pourquoi ou pourquoi pas?

Nature de la Science / Nature de la Technologie

  • Si tu étais un scientifique, est-ce que tu préférerais chercher un nouvel antibiotique ou un nouveau bactériophage? Explique ton choix.
  • Est-ce que les chercheurs médicaux devraient abandonner la recherche de nouveaux antibiotiques et se concentrer uniquement sur la mise au point de thérapies utilisant des bactériophages? Pourquoi ou pourquoi pas?

Littératie Médiatique

  • Qu’est-ce que tu as entendu dans les médias d’information de ta région au sujet des superbactéries? Quels faits sont généralement rapportés?

Littératie Médiatique

  • Qu’est-ce que tu as entendu dans les médias d’information de ta région au sujet des superbactéries? Quels faits sont généralement rapportés?

Suggestions d'enseignement

  • Cet article peut être utilisé dans les cours de biologie et ceux sur la santé et le corps humain pour soutenir l’enseignement et l’apprentissage concernant les bactéries, les virus et les méthodes de traitement des pathogènes bactériens et viraux. Les concepts présentés sont : les virus, les bactériophages, les antibiotiques, l’évolution, l’acide nucléique, les superbactéries, l’hôte, le système immunitaire et l’amoxicilline.
  • Après avoir lu l’article, les enseignants pourraient demander aux élèves de créer un diagramme de Venn pour comparer et différencier l’antibiothérapie et la phagothérapie.
  • Les enseignants pourraient demander aux élèves d’examiner les aspects positifs et négatifs de la phagothérapie à l’aide de l’Organisateur du pour et du contre. Des fiches reproductibles prêtes à l’emploi de la stratégie d’apprentissage Organisateur du pour et du contre sont disponibles en formats [Document Google] et [PDF].

Suggestions d'enseignement

  • Cet article peut être utilisé dans les cours de biologie et ceux sur la santé et le corps humain pour soutenir l’enseignement et l’apprentissage concernant les bactéries, les virus et les méthodes de traitement des pathogènes bactériens et viraux. Les concepts présentés sont : les virus, les bactériophages, les antibiotiques, l’évolution, l’acide nucléique, les superbactéries, l’hôte, le système immunitaire et l’amoxicilline.
  • Après avoir lu l’article, les enseignants pourraient demander aux élèves de créer un diagramme de Venn pour comparer et différencier l’antibiothérapie et la phagothérapie.
  • Les enseignants pourraient demander aux élèves d’examiner les aspects positifs et négatifs de la phagothérapie à l’aide de l’Organisateur du pour et du contre. Des fiches reproductibles prêtes à l’emploi de la stratégie d’apprentissage Organisateur du pour et du contre sont disponibles en formats [Document Google] et [PDF].

En savoir plus

Des bactériophages pour contrer les bactéries résistantes aux antibiotiques Futura Sciences (2016) -- Un entretien avec Laurent Debarbieux de l'Institut Pasteur sur son travail avec les bactériophages. Texte et vidéo (4 min 5 s).

Grandes tueuses : L'antibiorésistance (2015) Inserm -- Vidéo - Une brève histoire de la découverte d'antibiotiques, de la résistance aux antibiotiques et des recherches sur le sujet. (13 min 15 s) 

Santé : les virus phages, une alternative aux antibiotiques qui se concrétise (2019) AFP Reportage -- Cette vidéo explique comment les scientifiques français utilisent des virus trouvés dans les égouts pour traiter des bactéries résistantes aux antibiotiques. (2 min 36 s)

04 - Les Bactériophages (2015) MediciNass -- Vidéo - Une introduction au fonctionnement des bactériophages est à leurs utilisations médicales. (6 min 34 s)

Références

Bailey, R. (2018, septembre 5). 7 facts about bacteriophages. ThoughtCo.

Clokie, M., Millard, A., Letarov, A., & Heaphy, S. (2011). Phages in nature. Bacteriophage, 1(1), 31-45. DOI: 10.4161/bact.1.1.14942

Gutiérrez, D., Fernández, L., Rodríguez, A., & García, P. (2019). Role of bacteriophages in the implementation of a sustainable dairy chain. Frontiers In Microbiology, 10. DOI: 10.3389/fmicb.2019.00012

Loc-Carrillo, C., & Abedon, S. (2011). Pros and cons of phage therapy. Bacteriophage, 1(2), 111-114. DOI: 10.4161/bact.1.2.14590

Molteni, M. (2019, mai 8). Genetically tweaked viruses just saved a very sick teen. Wired.

Morozova, V., Vlassov, V., & Tikunova, N. (2018). Applications of bacteriophages in the treatment of localized infections in humans. Frontiers In Microbiology, 9. DOI: 10.3389/fmicb.2018.01696 

Stern, A., & Sorek, R. (2010). The phage-host arms race: Shaping the evolution of microbes. Bioessays, 33(1), 43-51. DOI: 10.1002/bies.201000071

Sulakvelidze, A., Alavidze, Z., & Morris, J. (2001). Bacteriophage therapy. Antimicrobial Agents And Chemotherapy, 45(3), 649-659. DOI: 10.1128/aac.45.3.649-659.2001