Selon l’OMS, d’ici 2050, 10 millions de personnes mourront chaque année à cause de la résistance aux antibiotiques. De plus, aucune nouvelle famille d’antibiotique n’a été mise sur le marché depuis plus de 25 ans.
Les antibiotiques, c’est pas automatique !
Un antibiotique, est une substance naturelle ou synthétique qui détruit ou bloque la croissance des bactéries. Dans le premier cas, on parle d’antibiotique bactéricide et dans le second cas d’antibiotique bactériostatique. Les antibiotiques ont été introduits dans le quotidien des Hommes au lendemain de la Seconde Guerre Mondiale. L’antibiotique est considéré comme l’un des progrès thérapeutiques les plus importants du XXème siècle. En effet, il a fait croître l’espérance de vie de plus de dix ans. Cependant, l’usage généralisé, voire abusif de certains antibiotiques a conduit au développement de bactéries résistantes, et ainsi à une diminution de l’efficacité thérapeutique des antibiotiques. En milieu hospitalier par exemple, cette résistance aboutit à une augmentation des maladies nosocomiales à défaut de traitement adapté à certains germes particulièrement résistants tels qu’Escherichia coli. D’après le Ministère de la Santé, il est estimé que les maladies nosocomiales sont les causes de 4 000 décès par an en France.
Et parce que « les antibiotiques c’est pas automatique », nous souhaitons repousser les limites de la biologie synthétique afin de contourner cette résistance !
L’équipe iGEM IONIS 2020 propose alors d’apporter une solution alternative à l’usage des antibiotiques via la biologie de synthèse pour lutter contre certaines bactéries pathogènes et notamment celles résistantes aux antibiotiques. La biologie de synthèse se définie comme l’ingénierie du vivant, il ne s’agit plus seulement de comprendre le vivant mais de concevoir en le « redesignant » grâce à l’association de la biologie et de l’informatique.
Pour répondre à cette problématique de santé majeure, nous avons pensé le projet BacTail qui vise à utiliser certains gènes provenant de bactériophages leurs conférant une propriété de reconnaissance spécifique bactérienne ; les LTF (Long Tail Fiber). Un bactériophage est le prédateur naturel des bactéries. Ces derniers sont composés d’une capside renfermant leur génome, d’une gaine ainsi que des fibres caudales autrement appelées LTF.
Les étudiants de Sup’Biotech de iGEM IONIS vont se charger de faire exprimer ces LTF provenant de bactériophages de la famille des Myoviridae par la bactérie Escherichia coli (E. coli) pour qu’elle puisse reconnaître, attaquer et tuer spécifiquement les bactéries pathogènes ainsi que celles ayant acquis une résistance aux antibiotiques.
Notre preuve de concept sera basée sur la reconnaissance spécifique d’une espèce de E. coli, notre bactérie cible (qui mime la bactérie pathogène), par l’espèce de E. coli que nous aurons modifiée. Cette reconnaissance aura pour but de déclencher la mort de la cible (càd celle qui représente notre bactérie résistante et pathogène).
Nous avons décidé de décomposer le projet BacTail en 3 étapes :
- La reconnaissance spécifique de la bactérie cible par les LTF
- Le déclenchement de l’attaque de la bactérie cible via une sécrétion de peptides antimicrobiens qui sont toxiques pour la cible
- La mort programmée de la bactérie modifiée quand sa mission sera accomplie, afin d’éviter sa propagation
Notre équipe étant également composée de 4 étudiants de l’ESME Sudria spécialisés en informatique et en électronique, nous souhaitons également automatiser un appareil qui, à partir d’une bactérie pathogène cible, pourra designer le plasmide clé à intégrer dans notre modèle d’étude afin qu’elle puisse spécifiquement éliminer sa cible.
