Les bactéries de l'extrême suscitent de l'intérêt

Fond des océans, lacs proches des volcans... Les milieux extrêmes offrent des terrains de jeu propices au développement de bactéries atypiques. Chercheurs comme entrepreneurs s'intéressent de plus en plus à ces environnements difficiles et aux organismes ultrarésistants qui les occupent.

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Les bactéries de l'extrême suscitent de l'intérêt
Même dans les milieux extrêmes, des bactéries sont présentes.

Quel est le point commun entre les fosses océaniques et les abords d'un volcan en éruption ? En dehors de ne pas être des lieux de villégiature de premier ordre, l'obscurité totale et les conditions de températures extrêmes ne sont pas des conditions idéales pour que la vie puisse s'y développer.

Et pourtant, bactéries comme espèces animales ou végétales y prospèrent, envers et contre tout. Des propriétés exceptionnelles qui en font des cibles de choix pour le milieu de la recherche et les entrepreneurs de la biotechnologie, qui s'intéressent de près à leur résistance extrême et aux mécanismes mis en place pour survivre dans ces éléments hostiles.

Sup Biotech Paris organisait ainsi une matinée dédiée à ces environnements de l'extrême et à la façon dont ils constituent une ressource précieuse pour des applications allant de la santé à l'industrie. « La découverte de l'importante biomasse près des dorsales océaniques remonte à 1977, on ne pensait pas retrouver autant de biomasse à ces profondeurs », souligne Stéphane Hourdez, chercheur CNRS au Laboratoire d'écogéochimie des environnements benthiques.

Ces sources hydrothermales sont un véritable bouillon de culture dans lequel des bactéries se sont adaptées aux conditions extrêmes en termes de lumière, de pression, de températures et de composés chimiques à leur disposition. Pour approcher ces sources, les chercheurs réalisent des campagnes océaniques pour aller puiser près de ces dorsales des échantillons qui alimenteront ensuite le travail sur paillasse pendant des années. Stéphane Hourdez revient ainsi d'une campagne de deux mois, menée en avril et mai 2019 dans le Pacifique ouest. Des expéditions coûteuses et donc rares qui poussent les scientifiques à anticiper leurs échantillonnages pour les cinq à dix ans à venir. D'autant plus que ces sources hydrothermales, liées aux mouvements des plaques tectoniques, peuvent apparaître et disparaître rapidement.

Les micro-organismes une fois prélevés, leur culture peut s'avérer délicate, avec des conditions de pression in vitro qui doivent parfois s'approcher du milieu naturel pour les organismes de grande profondeur. C'est à partir de ces micro-organismes qu'a notamment été développée une enzyme utilisée pour réaliser des PCR de laboratoires. Mais d'autres composés d'intérêt intriguent les chercheurs, à commencer par les peptides antimicrobiens. Alors que l'antibiorésistance est un problème de santé publique, ces peptides pourraient s'inscrire comme une alternative aux antibiotiques.

Et il reste encore beaucoup à découvrir. « Les campagnes menées pour explorer le fond des océans sont dépendantes de beaucoup de facteurs extérieurs tels que les conditions techniques et la météorologie », souligne Stéphane Hourdez. De nouvelles découvertes pourraient ainsi émerger près des océans arctiques ou antarctiques. Le chercheur estime que si quelque 500 espèces ont été découvertes, ce chiffre pourrait doubler dans les années à venir, en explorant des zones géographiques inédites. Les abysses n'ont peut-être pas fini de nous surprendre.

Si les océans sont une source importante de micro-organismes d'intérêt, une start-up marseillaise s'est, quant à elle, intéressée à un autre milieu hostile : à proximité du Vésuve.

Du Vésuve au pansement, itinéraire d'une enzyme

La biotech marseillaise Gene and Greentk développe ainsi des enzymes destinées à l'échelle industrielle, qui présentent une haute stabilité. Les extrémozymes retrouvées dans les lacs salins ou dans les sources d'eau chaude offrent ces conditions de résistance, si recherchées.

La première enzyme créée par l'entreprise est conçue à partir d'une enzyme Lactonase, issue d'un micro-organisme retrouvé près du Vésuve. L'activité Lactonase consiste en une dégradation des cycles lactones, une dégradation qui permet d'utiliser l'enzyme comme un produit antibactérien. Les lactones sont en effet un composant essentiel des bactéries pour communiquer entre elles et aboutir à la formation d'un biofilm et à l'acquisition d'un caractère virulent. L'enzyme bloque ce mécanisme et empêche les bactéries de s'organiser et de devenir menaçantes. Cette Lactonase, modifiée et brevetée par Gene and Greentk, est active entre -20 °C et +100 °C, ce qui lui permet d'être intégrée dans de nombreuses applications industrielles. La start-up travaille en ce moment à la première utilisation de ce produit, appliqué dans le monde du dispositif médical.

C'est sur un pansement textile que cette Lactonase a été ajoutée. Si la start-up a démarré un travail sur un modèle de peau animale, elle espère pouvoir rapidement avancer jusqu'en phase préclinique. Gene and Greentk ne compte pas en rester là et développe également un projet avec la Direction générale des armées (DGA).

L'objectif ? Concevoir une enzyme capable d'agir sur la décontamination, avec une activité phosphodiestérase. Un exemple supplémentaire d'applications pour cette ingénierie enzymatique pour laquelle la France possède quelques entreprises phares, à l'instar du Montpelliérain Deinove ou du Nîmois Protéus. Le sud de la France représente sans doute un point de chute plus lumineux pour ces bactéries que les abysses ou les pentes d'un volcan.

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