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Ces roboticiens veulent conquérir le monde avec une paire de jambes

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Note de la rédaction: Cet article fait partie de Dear Future, une collaboration entre Camaraderielimited et VICE Motherboard qui étudie les principales innovations – robotique, spatiale, VR et autres – façonnant le monde qui nous entoure.

Xavier Aaronson / Carte mère
                                                

Marc Guillonneau n'a que 17 ans, mais depuis sa naissance, il est aux prises avec le syndrome de Netherton, un trouble génétique rare qui fait que toute sa peau se décolle constamment. Mis à part l'inconfort physique, la maladie rend également Guillonneau incroyablement enclin à l'infection bactérienne puisqu'il n'a pas une couche de peau le protégeant du monde extérieur. Le système immunitaire de Guillonneau est alors susceptible de se mettre en branle pour éviter ces infections bactériennes, mais cela peut conduire à la septicémie, une maladie qui survient lorsque la réponse immunitaire du corps endommage ses propres tissus et organes.

Le sepsis peut rapidement devenir mortel et des antibiotiques sont habituellement utilisés pour le traiter. Mais pour Guillonneau, les antibiotiques sont rarement efficaces pendant plus de deux semaines à la fois. Cela le met dans une position dangereuse: si Guillonneau développe une septicémie et que son corps ne répond pas aux nouveaux antibiotiques, il mourra.

"Nous avons essayé beaucoup d'antibiotiques différents", a déclaré Guillonneau à Motherboard. "J'ai perdu la trace de combien j'ai pris, ils travaillaient pendant un mois, puis mon corps devenait résistant et ça s'arrêtait de fonctionner."

Marc Guillonneau reçoit une thérapie par phages en Géorgie.

                                                    Xavier Aaronson / Carte mère
                                                

Lorsque Motherboard a rencontré Guillonneau plus tôt cette année, il avait voyagé de France à l'Institut Eliava de Tbilissi, en Géorgie, pour essayer une alternative aux médicaments antibiotiques appelés thérapie par les phages. Cette forme de traitement utilise un type particulier de virus appelé bactériophage pour détruire les bactéries et traiter les infections. Cette méthode de traitement des infections bactériennes est connue depuis environ un siècle, mais elle n'a été approuvée à des fins thérapeutiques qu'en Russie, en Géorgie et, récemment, en Pologne, en raison de préoccupations concernant l'utilisation d'un agent biologique répliquant pour traiter les infections.

La maladie génétique de Guillonneau est extrêmement rare, mais la thérapie par les phages est son dernier espoir de traitement. Pourtant, même pour les personnes qui ne souffrent pas du syndrome de Netherton, la thérapie par les phages peut être l'une des rares technologies qui prévient les décès dus aux infections bactériennes résistantes aux antibiotiques.

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14:33
            

Depuis que les antibiotiques ont été développés dans les années 1940, plusieurs types de bactéries ont naturellement développé une résistance aux antibiotiques et certains sont déjà résistants à tous les antibiotiques connus dans le monde. Si quelqu'un est infecté par l'une de ces superbactéries, il doit essentiellement espérer que son corps est capable de combattre lui-même l'infection. Si non, un type d'infection traitable auparavant les tuerait; En effet, 23 000 vies sont déjà réclamées chaque année aux États-Unis en raison d'infections bactériennes résistantes aux antibiotiques. Selon les Nations Unies, d'ici 2050, plus de personnes mourront des infections résistantes aux antibiotiques que de mourir du cancer dans le monde.

Plus tôt cette année, l'Organisation Mondiale de la Santé a souligné la menace urgente que représentaient ces superbactéries en publiant une liste des 12 bactéries les plus dangereuses en termes de résistance aux antibiotiques.

Viles de bactériophages dans un réfrigérateur à l'Institut Eliava en Géorgie.

                                                    Xavier Aaronson / Carte mère
                                                "La résistance aux antibiotiques est en croissance et nous manquons d'options de traitement", a déclaré Marie-Paule Kieny, directrice générale adjointe des systèmes de santé et de l'innovation à l'OMS, dans un communiqué publié avec la liste. "Si nous nous en tenons aux seules forces du marché, les nouveaux antibiotiques dont nous avons le plus besoin ne seront pas développés à temps, le pipeline est pratiquement sec."

Bien que les bactériophages se soient révélés être une alternative efficace aux antibiotiques pour traiter les infections causées par ces superbactéries, leur adoption aux États-Unis et en Europe de l'Ouest a été incroyablement lente. Cela tient en partie au fait que certains régulateurs considèrent que le fait d'injecter des agents biologiques reproducteurs est trop risqué, et en partie au fait qu'il n'y a pas ou peu d'incitations commerciales pour les sociétés pharmaceutiques à poursuivre les bactériophages les breveter (un cocktail de bactériophages similaire ne serait pas couvert par un brevet.)

Avec la prise de conscience croissante de la menace posée par les superbactéries antibiorésistantes – dont l'administration Obama a qualifié la prolifération de «crise» en 2014 – – La recherche sur les phages est revenue en vogue ces dernières années. Mais cela ne fait que soulever la question: pourquoi cette alternative aux antibiotiques at-elle été rejetée par la plupart des établissements médicaux depuis près d'un siècle?

Qui a tué le bactériophage?

Bien que les bactériophages aient été documentés pour la première fois à la fin du 19ème siècle, ce n'est que dans les années 1940 que leur mécanisme d'action a été suffisamment bien compris pour être utilisé comme une forme de traitement. Ceci est en grande partie dû au travail de pionnier de Giorgi Eliava, un chercheur en République Soviétique de Géorgie qui a pris des phages d'une curiosité expérimentale à une thérapie antibactérienne.

Comme d'autres virus, les bactériophages sont essentiellement juste un peu d'ADN enfermé dans une protéine. Bien qu'ils n'aient pas de locomotion à bord, lorsque certains types de bactériophages – «phages» – entrent en contact avec des types spécifiques de bactéries, ils se lient à la membrane externe de la bactérie avant de libérer une enzyme appelée lysine qui forge essentiellement un trou dans une cellule bactérienne. À ce stade, le phage injecte son ADN dans la bactérie, en arrêtant son processus de reproduction normal. Au lieu de cela, la bactérie est utilisée comme terreau pour plus de phages qui continuent à se multiplier dans la cellule bactérienne jusqu'à ce qu'elle explose. Ensuite, les phages se dispersent et s'ils entrent en contact avec d'autres bactéries, ils répètent le processus de réplication.

Les bactériophages sont une solution antibactérienne avantageuse pour un certain nombre de raisons. En premier lieu, ils sont l'organisme biologique le plus commun et le plus diversifié de la planète. Selon une estimation, leur nombre total sur Terre est estimé à 10 ^ 31 – 10 milliards de milliards de milliards – soit plus que le nombre total d'autres spécimens vivants combinés. Leurs populations sont les plus denses dans l'eau de mer, qui peut contenir quelque 200 millions de phages dans un millilitre d'eau, mais les phages sont sûrs d'être trouvés partout où il y a des bactéries.

L'autre avantage notable des bactériophages est que les bactéries qu'ils ciblent sont généralement assez spécifiques. Tous les types de phages ne se lient pas à tous les types de bactéries, ce qui signifie qu'il est possible de créer des «cocktails de phages» spéciaux composés de quelques types de phages pouvant être administrés aux patients atteints d'infections bactériennes. Non seulement les cocktails de phages résolvent le problème de la résistance bactérienne (bien qu'une bactérie puisse avoir développé une résistance à un certain type de phage, elle n'a pas développé de résistance pour un mélange de phages fabriqué par l'homme), ils ne représentent pas non plus une menace aux bactéries saines qui habitent nos corps.

Les phages semblent être une solution idéale pour les infections bactériennes. Ils sont fournis gratuitement par la nature en abondance et ne sont pas aussi enclins à développer une résistance bactérienne. (Il est possible que les bactéries développent une résistance à certains types de phages mais puisque les phages sont aussi un organisme biologique, ils peuvent aussi évoluer de manière à réduire les résistances émergentes.)

La raison pour laquelle les thérapies phages n'ont jamais vraiment décollé avait simplement trouvé quelque chose de mieux, à ce qu'il semblait. À la fin du 19ème siècle, il était bien connu que certains extraits de moisissures avaient des propriétés antibactériennes, mais ce n'est qu'au début de la Seconde Guerre mondiale que ces propriétés ont été exploitées à l'échelle industrielle pour rendre largement disponibles les antibiotiques nouvellement découvertes comme la pénicilline.

Préparation à l'administration d'une thérapie par les phages.

                                                    Xavier Aaronson / Carte mère
                                                

La découverte et la production de masse de pénicilline se sont révélées un moment décisif pour la recherche en immunologie et dans les quelques décennies qui ont suivi, il y a eu un boom dans la recherche sur les antibiotiques.

Bien que les traitements résultant de cette recherche aient sauvé d'innombrables vies, ils ont eu un certain nombre d'effets inattendus. Pour commencer, la montée des antibiotiques a mis un terme aux efforts de production en masse de thérapies phagiques, ce que poursuivaient des géants pharmaceutiques comme Eli Lily au début des années 1940. Une autre conséquence imprévue a été la rapidité avec laquelle les bactéries développeraient une résistance à ces antibiotiques car elles sont devenues trop prescrites et leur vente mal régulée.

Maintenant, 70 ans après leur création, les antibiotiques ont amené le monde au bord de la crise, et les chercheurs se tournent vers le remède antibactérien de la nature comme solution.

Le retour des phages

Bien que la montée des antibiotiques conduise à une baisse rapide et abrupte de la recherche sur les bactériophages aux États-Unis et en Europe occidentale, l'ex-Union soviétique n'a jamais cessé d'injecter de l'argent dans ces technologies antibactériennes. En conséquence, la Russie et la Géorgie sont deux des seuls pays au monde où des thérapies par phages ont été approuvées pour des patients humains, et elles sont actuellement à l'avant-garde de la recherche en immunologie liée aux phages.

"La thérapie aux bactériophages ne s'est améliorée nulle part, sauf dans l'ex-Union soviétique", a déclaré Mzia Kutateladze, directrice de l'Institut Eliava en Géorgie, lors d'une visite à Motherboard. "Nous utilisons des phages depuis 1923, plus de 90 ans déjà, et j'espère que les pays occidentaux sont également prêts à développer ce remède oublié pour l'avenir."

L'Institut Eliava abrite l'une des plus importantes collections de collections de bactériophages au monde. Pour cette raison, l'institut est recherché par des patients comme Guillonneau du monde entier qui n'ont pas trouvé le succès en traitant leurs maux avec des antibiotiques. Pourtant, malgré la taille de la bibliothèque de phages de l'institut, il y a toujours une chance qu'il rencontre une infection pour laquelle il n'a pas encore de cocktail de phages à traiter. Compte tenu du nombre impressionnant de bactériophages sur Terre, il y a des chances qu'il y en ait qui traitent n'importe quel type d'infection bactérienne, il suffit de les découvrir en premier.

"Chaque phage que vous tirez de l'environnement va être nouveau pour la science", a déclaré Benjamin Chan, chercheur associé à l'Université de Yale, à Motherboard. "Nous voulons obtenir différents phages et les ajouter à notre bibliothèque, donc si le besoin s'en fait sentir pour ce phage, nous l'avons."

C'est pourquoi Chan passe plus de temps que la plupart à traîner à l'Autorité de contrôle de la pollution de l'eau Greater New Haven dans le Connecticut, où il peut recueillir des échantillons de l'eau infestée de bactéries. Là où il y a des bactéries, il y a forcément des bactériophages, et découvrir de nouveaux bactériophages pourrait très bien sauver des vies. Pourtant, M. Chan n'est pas certain que la FDA approuve les thérapies par les phages de sitôt, malgré leur promesse de solution aux infections résistantes aux antibiotiques.

"Ils hésitent à utiliser les bactériophages parce qu'ils sont un virus", a déclaré Chan. "Quand nous pensons au" virus ", nous pensons à quelque chose qui va causer une maladie, plutôt que de la réparer, je pense que les phages vont seulement être incorporés plus dans l'utilisation thérapeutique aux Etats-Unis en désespoir de cause. besoin de quelque chose."

Au lieu de cela, M. Chan a déclaré qu'il était plus réaliste de demander à la FDA d'héberger des banques de bactériophages qui répertorieraient tous les types de bactériophages découverts par des chercheurs du monde entier et leur efficacité dans le traitement de certaines maladies. Cela aiderait les médecins de Washington, de l'Oregon et du Texas, qui peuvent demander à la FDA de leur permettre d'utiliser des thérapies de phages pour leurs patients après que toutes les autres options de traitement aient été épuisées.

Vincent Fischetti, professeur d'immunologie à l'Université Rockefeller, partage le scepticisme de Chan à l'égard de la FDA qui donne toujours le feu vert aux thérapies phagiques. Mais Fischetti ne pense pas nécessairement que c'est une mauvaise chose. En fait, il pense avoir trouvé une solution encore meilleure.

Lorsque les phages s'attachent à une bactérie, ils libèrent une enzyme appelée lysine qui pénètre dans la paroi cellulaire pour permettre au virus d'insérer son ADN dans la cellule. Pendant plus d'une décennie, Fischetti et ses collègues de Rockefeller se sont concentrés sur l'isolement de cette enzyme comme une forme pure de traitement antibactérien.

Le processus commence par la collecte de bactéries et de phages dans des endroits comme East River de New York et le filtrage de toutes les bactéries, laissant seulement les phages dans une solution d'eau. Ensuite, cette solution est réduite à un sédiment constitué uniquement de phages, qui sont placés dans un soluble pour créer une solution virale concentrée. À ce stade, Fischetti et ses collègues retirent l'ADN du virus, le découpent en morceaux, puis insèrent l'ADN dans une bactérie qui sera utilisée pour exprimer les gènes dans cette partie de l'ADN. Ce processus consiste à cribler efficacement les segments d'ADN pour trouver quelles pièces produisent l'enzyme qui tue les bactéries.

Lorsque la lysine pure est appliquée à des infections bactériennes, elle ouvre effectivement les cellules bactériennes ouvertes et les détruit instantanément. En ce sens, il est presque plus efficace que de simplement utiliser les bactériophages tels quels, puisque les chercheurs n'ont pas à s'inquiéter de l'enzyme auto-réplicative dans le corps et produisant des effets secondaires nocifs involontaires. Ceci, affirme Fischetti, sera le principal argument de vente pour l'approbation de la FDA.

"Je pense que les cocktails de phages auront un usage, mais ce sera un traitement boutique", m'a dit Fischetti au téléphone. "Mais les cocktails de phages sont très complexes et difficiles à traiter, donc je pense que les lysines seront acceptées avant que les phages ne le fassent parce que c'est un matériau purifié et que la FDA est plus à l'aise avec ça."

De plus, les solutions de lysine ont une motivation monétaire qui soutient leur développement. Fischetti et d'autres chercheurs sont capables de breveter les solutions de lysine qu'ils développent, en leur donnant un monopole de plusieurs années sur la fabrication des enzymes particulières une fois qu'elles sont brevetées. D'autre part, les cocktails de phages peuvent être fabriqués comme des dérivés sans fin d'une même recette de base, tous avec plus ou moins la même efficacité, ce qui les rend pratiquement inutilisables. Fischetti pense que la possibilité de breveter des solutions de lysine aux infections résistantes aux antibiotiques sera un atout majeur pour la recherche dans ce domaine.

On ne peut qu'espérer que Fischetti a raison. À partir de 2009, la FDA a effectué quelques essais initiaux pour diverses thérapies de phages, mais aucun de ces essais ou thérapies n'étaient destinés à des sujets humains. Selon Fischetti, la question n'est pas traitée avec un sentiment d'urgence approprié par le public et les pouvoirs en place.

"Je pense que les gens n'ont pas apprécié que ces insectes deviennent, et sont, résistants aux antibiotiques", m'a dit Fischetti. "Nous sommes à un moment très critique et cela devient un point de panique où les gens sont infectés par ces organismes et meurent.Plus nous tardons, plus ce problème devient grave."

        
        
        
                                                        
    

        
                    
                            
                    

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