Plongée dans les règles et les stratégies de la guerre bactérienne
Le monde bactérien est un monde d’agressions. De nombreuses bactéries ont développé un arsenal d’armes pour attaquer d’autres souches, utilisant des lances moléculaires empoisonnées pour se poignarder les unes les autres, par exemple, libérant des toxines pour empoisonner leurs ennemis et, dans certains cas kamikazes, les cellules se suicident même pour lancer une attaque. «Un des principaux objectifs de notre recherche est de déterminer pourquoi ces systèmes sont si souvent présents et pourquoi ils procurent aux bactéries des avantages en termes de survie et de reproduction», explique Kevin Foster, titulaire de la chaire de microbiologie à l’école de pathologie Sir Willliam Dunn de l’université d’Oxford. «Nous avons découvert que puisque les bactéries étant souvent territoriales, il peut être payant de se battre férocement pour leur territoire», explique-t-il. Si l’étude de cet armement est fascinante du point de vue de l’évolution, elle pourrait également avoir des implications sur la manière dont nous pourrions exploiter la concurrence et la guerre bactériennes pour traiter les maladies. Le projet MicroWars, financé par l’UE, s’est rendu sur ce champ de bataille bactérien afin de déterminer si ces armes et stratégies moléculaires pouvaient être exploitées pour lutter contre les bactéries à l’origine de maladies mortelles. «Pour comprendre comment nous pourrions y parvenir, nous devons d’abord comprendre comment les armes fonctionnent dans la pratique et quand elles sont le plus efficaces», explique Kevin Foster.
Modéliser la guerre bactérienne
Les comportements bactériens sont difficiles à repérer à l’œil nu, les chercheurs doivent donc mettre au point des indicateurs permettant de savoir ce qu’elles font et à quel moment, afin de les étudier. L’équipe MicroWars a eu recours au génie génétique pour faire briller les bactéries lorsqu’elles utilisent l’une de leurs armes. Cela leur a permis de voir quand et comment elles se battent. S’appuyant sur la modélisation mathématique et informatique, ils ont pu évaluer les comportements naturels en parallèle avec d’autres solutions afin de déterminer pourquoi elles se battent avec les méthodes qu’elles ont choisies. «L’un des comportements bactériens les plus frappants que nous ayons étudiés est la réciprocité: une souche n’attaque que si elle est attaquée en premier», explique Kevin Foster. Les chercheurs ont étudié l’utilisation d’un harpon moléculaire empoisonné chez l’agent pathogène Pseudomonas aeruginosa, et ont constaté que la retenue peut être une stratégie efficace si les bactéries peuvent encaisser un coup et riposter plus vigoureusement.
De nouvelles perspectives sur la guerre bactérienne
«Je pense que la chose la plus étonnante que nous ayons apprise sur la guerre bactérienne est la plasticité et la réactivité des bactéries lorsqu’elles se battent», déclare Kevin Foster. Elles disposent de nombreux moyens de détecter et de déduire les attaques imminentes et d’y répondre d’une manière qui est stratégiquement logique pour leur évolution et leur succès écologique. L’équipe a acquis une meilleure compréhension de la raison pour laquelle certaines bactéries sont si lourdement armées: le territoire est essentiel et l’espace est précieux. Les bactéries ont développé des armes à courte et à longue portée pour se disputer cet espace, et elles peuvent se battre à la fois individuellement et collectivement. «Cela leur donne beaucoup plus d’options de combat que les animaux qui se battent généralement seuls», explique Kevin Foster.
Développer des tactiques de combat pour lutter contre les pathogènes intestinaux
Après avoir élucidé un grand nombre de règles du combat bactérien, les chercheurs tentent maintenant de développer des souches pouvant être utilisées pour éliminer les agents pathogènes présents dans l’intestin et protéger l’organisme contre ceux-ci. Ils ont déjà appris qu’une souche introduite doit disposer de sa propre source de nutriments et porter une arme suffisamment puissante. «Nous avons démontré que cela fonctionnait en laboratoire et nous cherchons maintenant à développer de tels dispositifs pour une utilisation clinique concrète», explique Kevin Foster.
