Lutter contre le feu bactérien et détecter les salmonelles
Des chercheurs de l'ETH ont créé une arme efficace contre le feu bactérien, une maladie des plantes, et une nouvelle méthode de détection contre les salmonelles. Tous deux reposent sur des virus particuliers qui n'attaquent spécifiquement qu'une seule espèce de bactérie.
![Feu bactérien](/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2017/06/feuerbrand-bekaempfen-und-salmonellen-nachweisen/_jcr_content/news_content/fullwidthimage/image.imageformat.930.2066746663.jpg)
Le feu bactérien, une maladie des plantes déclenchée par la bactérie Erwinia amylovora, est redouté par les arboriculteurs. Cette bactérie s'attaque aux pommiers, poiriers et autres rosiers. Lorsqu'un arbre est infecté, il doit généralement être abattu et br?lé intégralement.
La lutte contre l'agent pathogène du feu bactérien est difficile. Dans des cas exceptionnels, les agriculteurs peuvent utiliser l'antibiotique streptomycine. Mais même celui-ci ne peut pas empêcher l'agent pathogène de se propager, par exemple via les insectes pollinisateurs.
Utiliser l'ennemi de l'ennemi
Des chercheurs dirigés par le professeur Martin Loessner de l'ETH présentent aujourd'hui une nouvelle stratégie de lutte : ils ont doté de gènes supplémentaires un virus bactérien (appelé bactériophage dans le langage technique) appelé Y2, qui s'attaque exclusivement à l'agent du feu bactérien. Ils ont ainsi créé une arme très efficace et hautement spécifique contre cette bactérie.
Déjà la forme naturelle de Y2 est une née Erwinia-La bactérie est une tueuse d'insectes, mais ce bactériophage ne parvient pas à pénétrer suffisamment bien l'enveloppe visqueuse avec laquelle la bactérie se protège. Le mucus bactérien est extrêmement tenace et obstrue les vaisseaux conducteurs des plantes, ce qui entra?ne le dessèchement des fleurs et des feuilles.
Différent un deuxième Erwinia bactériophage envahissant, L1. Celui-ci peut dissoudre efficacement le mucus gr?ce à des enzymes spéciales. Mais L1 n'est pas aussi efficace pour tuer l'agent pathogène du feu bactérien.
Donner à Y2 des capacités expectorantes
En insérant le gène de cette enzyme de L1 dans le phage Y2, les chercheurs ont créé une variante génétiquement modifiée qui peut faire les deux : Elle est capable de Erwinia-Le feu bactérien est hautement infectieux et absolument mortel et peut dissoudre efficacement l'enveloppe de mucus de la bactérie.
![Vue agrandie : feu bactérien](/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2017/06/feuerbrand-bekaempfen-und-salmonellen-nachweisen/_jcr_content/news_content/textimage_445829933/image.imageformat.text50percent.137734431.jpg)
Dès que Y2 pénètre dans la bactérie, il commence à se multiplier en masse. Ensuite, ce virus dissout la bactérie de l'intérieur afin de se libérer et de pouvoir infecter d'autres bactéries. Des enzymes qui dissolvent les mucosités sont alors libérées en grande quantité dans l'environnement. Cela accélère la dégradation de l'enveloppe de mucus des autres bactéries et facilite ainsi leur infection. La destruction progresse ainsi rapidement.
"Notre bactériophage s'est révélé très efficace contre l'agent pathogène du feu bactérien, non seulement en laboratoire, mais aussi sur des fleurs de pommier infectées", explique Loessner. Les tests ont été réalisés avec du matériel végétal contaminé dans des serres répondant aux normes de sécurité les plus strictes. Mais il n'y a pas encore eu d'essais sur le terrain : "Le feu bactérien est l'une des pires maladies des plantes, on ne peut pas faire d'expériences sur le terrain", souligne le professeur de l'ETH.
Le virus devient capteur
Les chercheurs n'ont pas seulement créé des tueurs de bactéries. ? l'aide d'un autre gène, ils ont créé une deuxième variante de Y2 qui leur permet de détecter l'agent du feu bactérien. Ce gène fait en sorte que les bactéries se mettent à briller lorsqu'elles sont attaquées par les bactériophages. Cette lumière peut être facilement mesurée et utilisée pour la détection ciblée de l'agent pathogène.
Cette méthode n'est pas seulement rapide et très fiable, elle est aussi extrêmement sensible : "Avec l'aide de notre phage sensoriel, quelques milliers de bactéries infectées suffisent pour pouvoir détecter le feu bactérien", souligne Loessner. Les méthodes de détection utilisées jusqu'à présent sont beaucoup plus lentes, moins sensibles et se trompent parfois. Mais comme le phage capteur Y2 n'est que Erwinia infecte, il ne peut pas y avoir de faux diagnostics, selon le chercheur.
La spécificité comme base de la détection des salmonelles
![Phage S16](/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2017/06/feuerbrand-bekaempfen-und-salmonellen-nachweisen/_jcr_content/news_content/textimage/image.imageformat.text50percent.788247036.jpg)
Le fait que les bactériophages soient généralement très spécifiques de l'h?te a également été mis à profit par Loessner et ses collaborateurs d'une autre manière : pour la détection de salmonelles. Dans une deuxième publication, également parue dans la revue spécialisée Applied and Environmental Microbiology, les chercheurs de l'ETH montrent comment ils ont développé une méthode de détection universelle des salmonelles à l'aide de parties de bactériophages synthétiques. Cette méthode permet de détecter les 2500 sous-espèces (sous-types) connues. Jusqu'à présent, les méthodes basées sur des anticorps ne détectent qu'une partie de ces sous-espèces et sont en outre plus lentes.
Pour ce faire, l'équipe de Loessner a reproduit un composant particulier du bactériophage S16 spécifique à la salmonelle. Sur cette partie, une fibre de queue virale, se trouve également une protéine de liaison sphérique qui peut adhérer à deux structures de surface spécifiques de tous les sous-types de salmonelles. La fibre de queue artificielle et la structure de reconnaissance sont à leur tour fixées à la surface de billes magnétiques microscopiques.
Il est désormais possible de tester la présence et la quantité de salmonelles dans presque n'importe quel liquide ou échantillon. Dès que les salmonelles se lient aux fibres sur les billes magnétiques, une sorte d'agrégat rouillé se forme dans le récipient de test, qui peut être facilement séparé à l'aide d'un aimant externe.
Référence bibliographique
Born Y, et al. Engineering of Bacteriophages Y2::dpoL1-C and Y2::luxAB for Efficient Control and Rapid Detection often the Fire Blight Pathogen, Erwinia amylovora. Microbiologie appliquée et environnementale. June 2017 Volume 83 Issue 12 e00341-17. DOI : page externe10.1128/AEM.00341-17
Denyes JM, et al Modified Bacteriophage S16 Long Tail Fiber Proteins for Rapid Specific Immobilization and Detection of Salmonella Les cellules. Microbiologie appliquée et environnementale. June 2017 Volume 83 Issue 12 e00277-17. DOI : page externe10.1128/AEM.00277-17