Récemment, une conférence a été organisée pour découvrir les virus zombies, une nouvelle avancée incroyable. Certaines bactéries intestinales ont un super pouvoir effrayant : elles peuvent ranimer des virus dormants qui se cachent dans d’autres microbes. Ce réveil viral déclenche des infections bactériennes complètes qui détruisent les cellules porteuses du virus informatique, a indiqué le laboratoire d’Emily Balskus, chercheuse au Howard Hughes Medical Institute, dans un premier temps sous forme de prétirage sur bioRxiv, puis dans le journal Mother nature le 23 février 2022. Ils ont découvert qu’une molécule cryptique appelée colibactine peut invoquer les infections fantastiques pendant leur sommeil. Les microbes produisent souvent des substances nocives pour se frapper mutuellement dans les quartiers exigus de l’intestin. Mais parmi ces armes chimiques, la colibactine semble peu commune, déclare Balskus, biologiste chimiste à l’université de Harvard. « Elle ne tue pas directement les micro-organismes visés, ce qui est ce que nous devrions généralement penser des toxines nocives bactériennes agissant au sein des communautés microbiennes. » Au lieu de cela, la colibactine modifie les cellules microbiennes, activant ainsi des infections latentes – et mortelles – cachées dans le génome de certaines bactéries. Les humains ont longtemps cherché les substances puissantes que les microbes produisent. « Nous en savons beaucoup sur leurs propriétés chimiques, nous les nettoyons en laboratoire et nous les utilisons comme médicaments, y compris comme antibiotiques », déclare Breck Duerkop, qui mène des recherches sur les virus bactériens à la faculté de médecine du College of Colorado. La raison pour laquelle les bactéries fabriquent ces composés et les résultats qu’ils peuvent avoir sur les micro-organismes voisins sont des questions en suspens, déclare Duerkop, qui n’a pas participé à cette étude. Il qualifie la nouvelle fonction de l’équipe de Balskus de « pas dans la bonne direction ». Substance chimique matière noire Les chercheurs savent depuis des années que la colibactine peut faire des ravages dans les cellules humaines. Les études menées par Balskus et d’autres indiquent que ce composé pose des problèmes à l’ADN, ce qui peut conduire au cancer colorectal. Mais l’établissement d’un lien entre ce composé et la maladie s’est avéré particulièrement difficile. En 2006, une équipe française a signalé que les cellules de mammifères qui rencontraient le micro-organisme intestinal E. coli subissaient des dommages mortels à leur ADN. Elle a établi un lien entre cette altération et un groupe de gènes d’E. coli codant pour des machines permettant de créer une molécule complexe. Baptisée colibactine, cette molécule était étonnamment difficile à étudier. Après de nombreux essais, les experts n’ont pas réussi à l’isoler de l’E. coli qui la produit. La colibactine est l’un des nombreux composés éphémères que les chercheurs pensent être fabriqués par les microbes. Comme les contaminants indétectables de la question sombre dans une pièce, cette « matière noire chimique » nécessite des moyens créatifs pour être étudiée. Dans le cadre de son exploration de la chimie microbienne de l’intestin, Mme Balskus utilise des méthodes indirectes pour analyser ces substances insaisissables. Au cours des dix dernières années, son équipe a étudié la colibactine en découvrant les machines microbiennes qui la fabriquent. Elle et ses collègues ont reconstitué la structure de la colibactine et déterminé qu’elle endommage l’ADN en développant des connexions erratiques au sein de la double hélice. En s’appuyant sur cette fonction, des chercheurs ont découvert ailleurs un lien définitif avec le cancer : les empreintes digitales uniques de la molécule apparaissent dans des gènes connus pour favoriser la croissance des tumeurs colorectales. Un rôle pour les infections La dernière étude de Balskus sur la colibactine a débuté avec une autre maladie : COVID-19. Comme beaucoup d’autres laboratoires, le sien a dû réorganiser les choses pour réduire les contacts physiques réels entre les experts. Dans le cadre de ce remaniement, le post-doctorant Justin Silpe et l’étudiant Joel Wong se sont retrouvés à travailler l’un près de l’autre pour la première fois. Leurs discussions les ont amenés, ainsi que Balskus, à se demander comment la colibactine affectait les autres microbes dans un intestin plein à craquer. Au début, ils ont découvert que l’exposition des micro-organismes produisant de la colibactine à des sources d’approvisionnement faibles avait peu d’impact, ce qui suggère que, seule, la molécule n’est pas particulièrement mortelle. Silpe et Wong n’étaient pas sûrs que la colibactine, une grosse molécule instable, puisse pénétrer dans les cellules microbiennes et endommager leur ADN. Ils se sont alors demandé si une tierce partie – les micro-organismes infectieux – pouvait être impliquée. À peine plus que des morceaux de détails héréditaires, ces infections peuvent se glisser dans l’ADN des bactéries et rester tranquillement à l’affût. Puis, une fois déclenchées, elles entraînent une infection qui explose dans la cellule comme une mine terrestre. Lorsque les chercheurs ont cultivé des fournisseurs de colibactine avec des bactéries porteuses de ce type d’infections latentes, ils ont remarqué une augmentation de la quantité de contaminants viraux, ainsi qu’une diminution du développement de nombreux virus informatiques contenant des micro-organismes. Cela suggérait que la molécule provoquait une augmentation des infections bactériennes énergiques, éliminant les cellules. Ils ont démontré que la colibactine pénètre réellement dans les micro-organismes et endommage l’ADN. Ce dommage semble être une sonnerie de réveil cellulaire qui réveille les infections. De nombreux microbes se sont révélés équipés pour se protéger contre la colibactine. Le laboratoire de Balskus a identifié un gène de résistance codant pour une protéine qui neutralise le composé dans une grande variété de bactéries. Bien que la colibactine présente clairement un côté dangereux, elle pourrait fonctionner comme plus qu’une simple arme mortelle, affirme Balskus. Par exemple, les dommages à l’ADN et les virus éveillés peuvent également provoquer des modifications génétiques, au lieu de la mort, chez les bactéries voisines, ce qui pourrait profiter aux producteurs de colibactine. Selon les découvertes de l’équipe de Balskus, les cancers pourraient être des dommages collatéraux provoqués par d’autres micro-organismes producteurs de colibactine. « Nous avons toujours cru que les micro-organismes fabriquaient cette toxine pour cibler d’autres micro-organismes d’une certaine manière », déclare-t-elle. « Du point de vue de l’évolution, il n’était pas logique qu’ils l’acquièrent pour se concentrer sur le matériel cellulaire humain. » Ensuite, Balskus a l’intention d’examiner comment le composé modifie la communauté des microbes dans l’intestin – lesquels disparaissent et lesquels prospèrent juste après le contact avec le composé. « La clé de la prévention du cancer pourrait être de connaître les résultats de la colibactine sur la communauté microbienne et la façon dont sa création est contrôlée », dit-elle.
Des virus qui réveillent des zombies
