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PHAGOTHÉRAPIE: Tout est une question de timing

Actualité publiée il y a 3 années 6 mois 2 semaines
PNAS

La phagothérapie ou l’utilisation de virus bactériophages ou "phages" capables d’infecter et de se reproduire dans les bactéries est une thérapie ancienne mais se révèle à nouveau prometteuse pour le traitement des infections bactériennes résistantes aux antibiotiques. Cependant, pour que la thérapie soit efficace, il faudrait pouvoir prendre en compte le timing précise de destruction des cellules. Ces travaux d’une équipe de l’Université du Delaware esquissent, dans les Actes de l’Académie des Sciences américaine une modélisation du processus suivi par les phages jusqu’à la mort de la cellule.

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Car toute la question est résumée par l'auteur principal, Abhyudai Singh, professeur d'ingénierie électrique à l'Université du Delaware : « Les phages peuvent tuer immédiatement ou ils peuvent devenir inactifs et tuer plus tard ». L'étude répond relativement précisément à la question : les données révèlent un haut niveau de précision dans le temps ; ainsi, il faut environ une heure pour que le virus achève le processus et parvienne à l'objectif. Mais reste la marge d'erreur liée à la cellule hôte elle-même… C'est donc plutôt un cadre ou un système biologique général qui nous est apporté par ces travaux.


Des protéines appelées holines produites par le phage sont essentielles pour lyser (dissoudre) ou détruire la cellule. Ces protéines s'accumulent sur la membrane cellulaire, atteignent un seuil critique, puis forment des trous qui rompent la cellule et libèrent le nouveau phage. Mais le même gène qui exprime la protéine holine exprime également une autre protéine … antiholine. Il existe ainsi 2 versions d'une protéine qui vont s'annuler mutuellement. Et, précisément, c'est antiholine qui rend le timing précis. Ainsi, la suppression d'antiholine entraîne une augmentation de la variation dans le processus.

Mieux cerner l'aléatoire dans le timing des événements intracellulaires a des implications importantes pour de multiples processus cellulaires dont l'efficacité dépend de la précision. Ainsi ces travaux révèlent différentes caractéristiques des voies biochimiques utilisées par les phages pour lyser individuellement les cellules bactériennes infectées à un moment optimal, avec « des implications pour la synchronisation de la pharmacocinétique chimique, en modélisation écologique et en physique statistique », concluent les chercheurs.

November 29, 2016 doi: 10.1073/pnas.1609012114 First-passage time approach to controlling noise in the timing of intracellular events

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