Les virus qui ont évolué dans l’environnement unique de la Station spatiale internationale (ISS) démontrent une efficacité accrue pour tuer les bactéries lorsqu’ils sont renvoyés sur Terre. Les résultats, publiés dans PLOS Biology le 13 janvier, révèlent comment la microgravité modifie fondamentalement la course évolutive entre les bactéries et les virus qui les infectent (phages). Cette recherche ne concerne pas seulement la biologie spatiale ; cela a des implications directes pour le développement de traitements plus puissants contre les bactéries résistantes aux antibiotiques sur Terre.
Le changement évolutif en microgravité
Les bactéries et les phages se lancent dans une course aux armements constante : les bactéries développent des défenses, les phages développent des moyens de les contourner. Mais cette compétition se déroule différemment dans l’espace, où l’absence de gravité crée un processus évolutif plus lent et plus délibéré. Des chercheurs de l’Université du Wisconsin-Madison ont comparé E. coli infectées par le phage T7 sur l’ISS versus des groupes témoins identiques sur Terre.
L’étude confirme les hypothèses antérieures selon lesquelles les cycles d’infection par les phages sont plus lents en microgravité en raison d’un mélange réduit de fluides. Sur Terre, la gravité brasse les fluides, assurant un contact constant entre bactéries et virus. Dans l’espace, ce mélange ne se produit pas naturellement, obligeant les phages à s’adapter à un rythme plus lent et à devenir plus efficaces pour s’attacher aux bactéries.
Les mutations génétiques augmentent la puissance virale
Le séquençage du génome entier a révélé que les bactéries et les phages de l’ISS ont accumulé des mutations génétiques uniques que l’on ne retrouve pas dans les échantillons cultivés sur Terre. Les virus spatiaux ont développé des mutations qui augmentent leur capacité à infecter les bactéries et à se lier aux récepteurs bactériens. Simultanément, E. coli a développé des défenses contre ces attaques, notamment en modifiant ses récepteurs pour résister à l’infection par les phages et en améliorant la survie en microgravité.
Les chercheurs ont ensuite utilisé une analyse mutationnelle approfondie pour analyser les changements dans les protéines de liaison aux récepteurs des virus. Étonnamment, les phages adaptés à l’espace, une fois ramenés sur Terre, ont présenté une activité accrue contre E. coli – en particulier celles qui provoquent couramment des infections des voies urinaires. Ce résultat inattendu démontre que les pressions évolutives de l’espace peuvent produire des virus dotés d’un pouvoir destructeur accru dans les environnements terrestres.
“C’était une découverte fortuite”, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Srivatsan Raman. “Nous ne nous attendions pas à ce que les phages [mutants] que nous avons identifiés sur l’ISS tuent les agents pathogènes sur Terre.”
Implications pour la phagothérapie
Ces découvertes ont des implications significatives pour la phagothérapie, un traitement émergent qui utilise des virus pour tuer les bactéries ou améliorer l’efficacité des antibiotiques. Les experts suggèrent que comprendre comment les phages s’adaptent à la microgravité au niveau génétique pourrait aider à optimiser les stratégies antibiotiques sur Terre.
Charlie Mo, professeur adjoint à l’Université du Wisconsin-Madison, note que même si la recherche s’avère prometteuse, le coût des expériences spatiales ou de la simulation de la microgravité reste un défi. Cependant, les avantages potentiels s’étendent au-delà des applications terrestres ; des thérapies phagiques plus efficaces pourraient être cruciales pour la santé des astronautes lors de missions spatiales de longue durée.
En conclusion, cette étude met en lumière les bénéfices inattendus de la recherche spatiale pour la médecine terrestre. En étudiant comment les virus évoluent en microgravité, les scientifiques découvrent de nouveaux moyens de lutter contre la résistance aux antibiotiques et d’améliorer les thérapies par les phages, tant sur Terre que dans le cosmos.
