Africa-Press – Togo. L’équipage Crew 10 de la Station Spatiale Internationale (ISS) a reçu l’année dernière un surprenant colis. Celui-ci, livré par le vaisseau de réapprovisionnement NG-13 Cygnus, contenait un mélange de virus et de bactéries ! Rassurez-vous, les astronautes ne craignaient rien. Le mélange, congelé à -80° C, était placé dans des tubes hermétiques en rhodium, un métal rare réputé pour sa solidité et sa résistance à la corrosion.
« Est-ce que la lutte entre phages et bactéries obéit aux mêmes principes dans l’espace que sur Terre? »
Et surtout, les virus livrés sont inoffensifs pour les humains: ce sont des bactériophages (ou phages), autrement dit des virus qui n’infectent que les bactéries et non les cellules humaines. « Les phages et les bactéries se livrent une lutte sans merci pour leur survie. D’un côté les bactéries développent des défenses contre les phages ; de l’autre, les phages mettent au point de nouveaux moyens de contourner ces défenses, raconte à Sciences et Avenir Srivatsan Raman, professeur associé au département de biochimie de l’université du Wisconsin-Madison, aux Etats-Unis, et responsable du laboratoire qui a envoyé les échantillons à l’ISS. Nous nous sommes demandé si dans l’espace cette lutte entre phages et bactéries obéissait aux mêmes principes observés sur Terre. Pour le savoir, nous avons fait livrer à l’ISS, en respectant les protocoles de sécurité fixés par la NASA, des échantillons de bactéries Escherichia coli, dont certaines étaient infectées par des phages T7 spécifiques de cette souche ».
Une fois les échantillons livrés, les astronautes n’ont eu qu’à réchauffer les tubes à 37° C, et à laisser agir pendant différentes durées. Certains ont été ainsi incubés pendant quelques heures et les autres pendant une vingtaine de jours. Ensuite, ils ont tous été à nouveau congelés et renvoyés au laboratoire de Srivatsan Raman afin que l’équipe puisse les comparer à des échantillons identiques restés sur place. Résultat? En microgravité, les phages mettent beaucoup plus de temps à infecter leurs proies que sur Terre. « Sur notre planète, en seulement 4 heures, les phages T7 se multiplient de manière exponentielle, passant de quelques unités à 10 millions de copies, tout en décimant les colonies d’Escherichia coli. Mais dans l’espace, quelques heures ne suffisent pas, témoigne Srivatsan Raman, co-auteur de l’étude publiée ce mois-ci dans PLOS Biology. Ce n’est que dans les échantillons incubés durant 23 jours qu’une multiplication des phages a été observée ».
Les phages modifiés en microgravité sont plus efficaces pour combattre les bactéries sur Terre
Cette lenteur s’explique par l’absence de convection en microgravité ce qui limite les rencontres entre phages et bactéries. En effet, sans les mouvements naturels des fluides induits par la gravité, phages et bactéries errent comme des navires sans vent, ce qui retarde l’infection. Autre effet de la microgravité, au plan moléculaire cette fois, les phages et les bactéries ont subi des mutations différentes que dans les échantillons terrestres.
Sans surprise, les phages de la station spatiale ont progressivement accumulé des mutations spécifiques susceptibles d’augmenter leur capacité à se lier aux cellules bactériennes. Parallèlement, les Escherichia coli de la station spatiale ont accumulé des mutations susceptibles de les protéger contre les phages et d’améliorer leur capacité de survie dans des conditions de quasi-apesanteur. Comme sur Terre, la course à l’armement évolutive entre phages et bactéries se poursuit donc dans l’espace.
En outre, l’équipe de l’université de Wisconsin-Madison a découvert un phénomène intéressant: les phages modifiés en microgravité deviennent plus efficaces pour combattre les bactéries sur Terre. « Nous avons créé des bibliothèques de phages combinant les mutations les plus performantes identifiées dans l’espace et sur Terre. Et nous les avons testés sur des colonies de bactéries responsables de maladies, indique le chercheur américain. Les phages avec des mutations issues de la microgravité ont infecté 100 fois mieux des souches d’Escherichia coli responsables d’infections urinaires et résistantes aux phages normaux. À l’inverse, les phages avec des mutations terrestres n’ont montré aucune amélioration. »
Fort de ces résultats, l’équipe envisage de réaliser de nouvelles expérimentations à bord de l’ISS. Elle souhaite tester face aux phages d’autres souches bactériennes, comme des bactéries capables de se déplacer et qui pourraient mieux résister en brassant elles-mêmes leur environnement. Elle prévoit également de réduire les cycles de congélation/décongélation, qui ont altéré une partie des échantillons, et d’étudier des temps intermédiaires, entre 4 heures et 23 jours, pour affiner les mécanismes en jeu. « L’espace n’est pas seulement un lieu d’exploration, mais aussi un laboratoire unique pour la biologie », conclut Srivatsan Raman.
