Mécanismes de transport des bactériophages optimisés pour le développement de revêtements antibactériens – MAGENTA

Les processus d’adhésion de microorganismes, notamment les bactéries, jouent un rôle majeur dans l’édification de biofilms et la colonisation de surfaces biologiques ou abiotiques. Ces biofilms peuvent être formés sur tout type de surfaces, et représentent des pertes financières importantes dans des domaines tels que l’industrie de l’eau, la marine marchande, l’industrie agroalimentaire pour ne citer que ceux-ci. De plus, ils peuvent constituer un danger pour la santé publique (milieu hospitalier, industrie agroalimentaire, industrie de l’eau, industrie textile). Les colonies bactériennes
peuplant les biofilms peuvent en effet avoir des capacités de résistance aux bactéricides, biocides et autres molécules antibiotiques largement supérieures à celles montrées par des bactéries planctoniques. Ainsi de nombreuses stratégies ont été développées ces dernières années pour lutter contre la formation des biofilms. Par exemple, certaines d’entre elles ont consisté à modifier chimiquement les surfaces à protéger en y greffant des molécules antimicrobiennes ou en y déposant un film anti-adhésif. Cependant, ces différentes stratégies sont généralement peu satisfaisantes en termes de coût, d’impact sur l’environnement, de toxicité et d’efficacité dans le temps. Le projet proposé ici, vise à concevoir un revêtement de surface inédit pour prévenir à long terme la formation de biofilms. L’originalité de notre démarche réside d’une part dans le choix du revêtement antibactérien, et d’autre part dans l’utilisation des processus d’infection de bactéries par des phages, ces derniers entrant dans la composition/fonctionnalisation du revêtement. Le revêtement choisi est un biomatériau à base de polyélectrolytes ayant la capacité de capturer, stocker et éventuellement libérer des phages capables de lyser des bactéries sur le point de coloniser la surface. Par ailleurs, il est attendu que le système proposé pourra s’autorégénérer en réincorporant les phages libérés après la lyse des bactéries. Depuis la fin des années 1990, les recherches menées sur les biomatériaux, notamment les films multicouches de polyélectrolytes, ont montré que ces matériaux ont des propriétés innovantes et modulables (viscoélasticité, hydrophobicité,effet réservoir) et ont un fort potentiel d’applications dans divers domaines (médecine, industrie agroalimentaire...). En outre, ils sont peu couteux, faciles à fabriquer et n’ont pas d’impact sur l’environnement en termes de pollution ou de toxicité. L’utilisation des processus d’infection des bactéries par des phages est un procédé naturel qui constitue une voie prometteuse pour lutter efficacement contre la formation de biofilms. L’intégration de bactériophages dans des stratégies de lutte contre la formation de biofilm reste à l’heure actuelle largement inexplorée et ce malgré les bénéfices majeurs qu’elle présenterait, non seulement de part l’absence d’effets nuisibles comme ceux liés à la toxicité des antibiotiques et autres molécules antimicrobiennes, mais aussi parce que la capacité des bactéries à développer une résistance aux bactériophages serait plus facile à maîtriser que celle développée vis-à-vis des antibiotiques. La conception d’un revêtement antibactérien fonctionnalisé par des phages nécessite une étude fondamentale des propriétés physico-chimiques des matrices polyélectrolytes (PEM), des processus de transport (stockage/libération) des phages dans les PEMs et des capacités infectieuses vis-à-vis de bactéries ciblées. La réalisation d’un tel revêtement pourrait constituer une application importante dans le domaine de l’industrie du traitement des eaux (membrane de filtration, décontamination), dans l’industrie agroalimentaire (emballage, conservation) ainsi que le domaine biomédical et pharmaceutique (décontamination, prothèses, implants, patchs antimicrobiens).