Retrouvez tous vos contenus sur mobile avec l'application du Point Vétérinaire.
Téléchargez gratuitement l'application !
Retrouvez tous vos contenus sur mobile avec l'application du Point Vétérinaire.
Téléchargez gratuitement l'application !
LUTTE CONTRE LES RÉSISTANCES AUX ANTIBACTÉRIENS
Avis d’expert
Auteur(s) : Magali Berger-Savin
Fonctions : Clinique vétérinaire du Parc
2, rue de la Croix-de-Rome
78490 Montfort-L’Amaury
Bientôt de nouveau des phages dans les dictionnaires des médicaments (vétérinaires) ? Tombé en désuétude, ce procédé alternatif aux antibiotiques apparaît peu risqué et facile d’accès. Trop pour un brevet ?
Les bactériophages sont des virus prédateurs naturels des bactéries (encadré 1, figure 1). Ils exercent un pouvoir bactéricide sur celles d’entre elles qui sont leur cible. Utilisés de longue date en médecine, ils constituent une solution alternative aux antibiotiques. Ils ne sont pas soumis aux résistances des bactéries aux antibiotiques, d’où, actuellement, un regain d’intérêt à leur encontre.
Panorama d’un phénomène devenu un procédé thérapeutique au futur prophylactique prometteur.
Une seule administration d’une dose pas toujours élevée suffit généralement à endiguer rapidement l’infection. Un “effet de masse” qui n’existe pas en antibiothérapie est constaté. Les bactériophages, en se multipliant au niveau de la zone d’infection aux dépens des bactéries infectantes, voient leur élimination largement compensée par cette multiplication. Le phage est fortement spécifique de son hôte bactérien, il ne cible que l’infection diagnostiquée et continue à se perpétuer seul dans l’organisme jusqu’au contrôle complet de la bactérie (encadré 2).
La phagothérapie permet de lutter contre des bactéries (multi) résistantes aux antibiotiques ou bien sensibles in vitro, mais pas in vivo, en raison de leur localisation ou autre rendant difficile la diffusion des médicaments (ostéomyélites, ulcères chez les diabétiques et infections ancrées par des biofilms). Elle est aussi un recours lorsque les antibiotiques sont contre-indiqués, par exemple chez des patients allergiques ou dont les intestins sont facilement irritables, ou en présence de risques de développement d’infections antibiorésistantes, comme dans le cas des infections à Clostridium difficile. Les phages n’ont pas d’effet sur la flore commensale, grâce à leur grande spécificité.
Leur utilisation en élevage a été suggérée pour réduire la quantité d’antibiotiques employés dans l’industrie agroalimentaire et ainsi restreindre l’exposition des consommateurs et de l’environnement.
Les bactériophages sont abondants partout, y compris dans les eaux (polluées ou non). Nous en ingérons : ils sont présents sur la peau et dans le tube digestif.
Maintenant détruites, des collections ont été créées en France à l’époque de Félix d’Hérelle au début du XXe siècle, et perpétuées par les professeurs Vieu et Guillermet de l’Institut Pasteur (Paris/Lyon) jusque dans les années 1990.
Les phages stockés sont des virus purifiés (isolés et débarrassés de potentielles impuretés) dont les propriétés physicochimiques et les capacités thérapeutiques sont connues. Les phagothèques permettent de s’affranchir de toutes les étapes de récupération, de préparation et de contrôle, soit un gain de temps et d’argent. Un phagogramme peut être vite établi à partir d’un prélèvement bactérien au site d’infection. Avant l’étape du traitement, il est nécessaire d’adapter le phage à la bactérie (c’est-à-dire le rendre le plus efficace possible contre cette bactérie), de produire artisanalement une quantité de phages suffisante, de créer à partir d’eux les suspensions (en ampoule de 5 ou de 10 ml) et de les tester pour s’assurer de leur innocuité et de leur pureté (aucune bactérie résiduelle) via des tests bactériologiques et des inoculations à des animaux. En raison de ce temps de préparation, le procédé convient donc plutôt au traitement d’infections chroniques.
L’activité de lyse bactérienne des phages est plus rapide que la production d’anticorps à leur encontre, qui prend 1 à 2 semaines en moyenne. De plus amples études sont nécessaires pour approfondir leur pharmacologie spécifique. Ils modulent la production de cytokines, mais pas tous de la même manière, et cela dépend aussi des infections étudiées. La réponse immunitaire est variable d’un phage à l’autre, elle est parfois extrêmement faible.
Grâce à la facilité d’obtention des phages dans l’environnement, la phagothérapie est un traitement peu onéreux par rapport aux antibiotiques. Le coût nécessaire à la purification diminue avec les améliorations technologiques. Il reste le coût de la culture bactérienne permettant l’“enrichissement” (ensuite, le phage se multiplie de lui-même dans les bactéries). Des cliniciens de l’hôpital Lariboisière à Paris ont calculé une économie de 530 000 € avec la phagothérapie par rapport aux traitements antibiotiques (durée non précisée).
En médecine humaine, pour les cas urgents, des cocktails thérapeutiques ont été imaginés en tenant compte des atteintes les plus fréquentes. Il en existait en France, mais leur production a cessé en 1978 (Vidal). L’Institut Pasteur a continué à fournir du “sur mesure” jusqu’au début des années 1990. Les pays de l’ex-Union soviétique n’ont pas cessé d’en commercialiser (encadré 3). Les phagothèques ont été progressivement améliorées à l’institut Eliava de Tbilissi, en Géorgie, ou à Wroclaw, en Pologne, d’où un phénomène de tourisme médical humain : les patients atteints d’infections bactériennes chroniques polyrésistantes aux antibiotiques vont chercher la guérison dans ces pays. Pyophage® présenterait une excellente activité contre Staphylococcus aureus et Pseudomonas aeruginosa. Autre exemple, PhagoBioDerm® associe phages et support autorésorbable pour de bons résultats.
Les voies d’administration se sont fortement diversifiées : entérale, locale (cutanée, oculaire, muqueuses nasale, vésicale et rectale, plaies, etc.) et parentérale (souscutanée, intramusculaire, intrapéritonéale, intraveineuse, intrapleurale, intrarachidienne, etc.). L’administration locale semble préférable à la voie intraveineuse : pour des raisons de sécurité vis-à-vis des toxines bactériennes lors de bactériolyse, pour ne pas diluer les phages et pour prévenir l’inactivation potentielle de ces derniers par le système immunitaire. Des injections intramammaires ont été expérimentées, d’après les informations de Bernard Poutrel.
Diverses formes pharmaceutiques ont été mises au point : sirops (suspensions), comprimés ou gélules, suppositoires, pommades, lotions, solutions de nébulisation, tissus autorésorbables imprégnés, etc. Les phages sont relativement dégradés par l’acidité gastrique. L’administration per os suppose soit une inhibition de cette acidité, soit des formes galéniques gastrorésistantes.
Pour se multiplier, les bactériophages ont besoin d’une bactérie. Ils sont incapables d’utiliser une cellule eucaryote. Sans leur hôte bactérien, les phages sont inactifs et éliminés. Mettre en place une phagothérapie sur une erreur de diagnostic n’est pas dangereux (mais inefficace).
Des sérums et des vaccins ont été parfois contaminés involontairement par des phages, sans conséquences. Ces derniers ne posent pas de problèmes de santé.
En 2005, le centre de recherche de Nestlé a évalué leur innocuité en médecine humaine. Quinze volontaires sains les ont ingérés en suspension (de pureté vérifiée) sans d’importants désagréments : de légers maux d’estomac, des nausées, une augmentation du péristaltisme et un mal de gorge, également rapportés à d’autres doses ou avec le placebo (donc jugés sans lien avec l’administration).
Des toxines sont libérées lors de lyse bactérienne (initiée par le phage ou un antibiotique bactériolytique). Cela pourrait expliquer les rares effets secondaires (bénins, réversibles) observés lors de phagothérapie [1]. Toutefois, ce point est controversé [8]. En revanche, les bactériophages sont immuno-modulateurs : ils inhibent l’activité pro-inflammatoire des cellules dendritiques.
Les effets secondaires sont de faibles atteintes gastro-intestinales, des douleurs hépatiques, de la fièvre ou des maux de tête [2, 5]. Des symptômes gastro-intestinaux ou allergiques seraient rapportés chez moins de 0,5 % des patients traités [2]. Seraient en cause la suspension de phages, la réaction associée à son emploi (lyse bactérienne) ou la maladie en elle-même.
Des essais cliniques rigoureux, menés récemment chez l’homme selon les critères réglementaires actuellement en vigueur, montrent l’absence d’effets secondaires (encadré 4) [10].
L’emploi des bactériophages permettrait de réduire la quantité d’antibiotiques utilisés dans le traitement des animaux, donc de diminuer leur présence dans la chaîne alimentaire pour l’homme.
De nombreuses études précliniques ou à usage spécifiquement vétérinaire ont été réalisées ces 30 dernières années sur des animaux de laboratoire, mais aussi d’élevage : volailles, agneaux, porcelets et veaux (photo 1).
Des traitements vétérinaires à base de phages sont commercialisés dans le monde, mais interdits en Europe. Aux États-Unis, un médicament contre les dermites du chien a été conçu : à base de lysat de phages, il est dirigé contre Staphylococcus intermedius (Staphage Lysate [SPL]®, laboratoires Demont). D’autres sont destinés aux volailles : PLSV-1® (salmonelles) ou INT-40® (Clostridium perfringens, Intralytix).
Les bactériophages pourraient permettre de réduire la population bactérienne d’Escherichia coli O157:H7 colonisant le tractus gastro-intestinal des troupeaux de ruminants, réservoir principal de cette bactérie pathogène pour l’homme. Une efficacité a été démontrée chez les porcs contre Salmonella enterica.
Les études concernent surtout les volailles, vis-à-vis de Salmonella enterica, responsable de gastro-entérites sévères, de bactériémie et de fièvre entérique (aussi appelée “fièvre typhoïde”) chez l’homme. Des travaux également porteurs ont été réalisés sur les infections à Campylobacter (consommation de viande de volaille insuffisamment cuite).
En aquaculture, l’environnement est particulièrement favorable aux phages (trouvés en abondance dans l’eau).
Les cibles les plus appropriées des probiotiques de type phagique sont Salmonella spp., Clostridium difficile et Escherichia coli responsables de diarrhées et d’autres bactéries “ingérées” qui nécessitent un certain temps de colonisation du tractus gastro-intestinal avant l’apparition de la maladie.
Listeria monocytogenes est aussi une cible.
Des Français ont découvert le phénomène de synergie antibiotique bactériophage (en anglais PAS, pour phage-antibiotic synergy) sur une culture d’Escherichia coli issue d’une infection urinaire. Celle-ci était contaminée par des phages. Lorsque la division cellulaire bactérienne est bloquée par les antibactériens, les bactéries grossissent, d’où une amplification du nombre de virions produits par réplication des phages. La lyse bactérienne par les phages devient alors plus efficace.
L’utilisation de phages en association avec des antibiotiques pourrait également être indiquée dans le cadre des infections à biofilms. Les phages, en perçant ces biofilms, rendent les bactéries accessibles aux antibiotiques et aux phages eux-mêmes (certains antibiotiques favoriseraient la synthèse de biofilms par les bactéries) (photo 2, encadré 5, figure 2).
→ Il est désormais aisé de purifier les préparations des toxines et autres débris bactériens. Une technique de sélection de phages thérapeutiques plus poussée a été proposée en 1996 pour prévenir leur élimination par le système réticulo-endothélial, dite “passage en série” (travaux de Merrill).
→ Pour utiliser des virus vivants (ce qui peut faire peur), le recours à des fragments ou à des dérivés de phages (lysines) a été imaginé. Il s’agit de contrer tout risque d’élimination rapide des phages hors de l’organisme. C’est alors l’entrée dans le domaine des “enzybiotiques”, traitements antibactériens expérimentaux réalisés à partir d’enzymes (principalement issues de phages).
→ Divers travaux visent à conserver une létalité envers les bactéries sans pour autant les lyser, de manière à éviter la libération de toxines bactériennes : phages lytiques privés de gènes responsables de la lyse, ou filamenteux, naturellement incapables de lyse. Les inconvénients de cette voie de recherche sont les suivants : des phages pourraient être incapables de se multiplier et la bactérie non lysée serait susceptible, quant à elle, de transférer des gènes (encadré 6).
En France, les bactériophages seraient tout à fait aptes à être considérés comme des médicaments (encadré 7). L’image soviétique un peu surannée de la phagothérapie est dépassée. Il existe désormais une masse considérable de publications scientifiques sur la phagothérapie. Les communications sur les bactériophages ont gagné la sphère politique, avec un colloque en 2013 et un autre en 2016 en France. L’insistance des associations de malades et des firmes qui travaillent sur ce procédé trouve néanmoins peu d’écho de la part des décideurs.
Sur les bactériophages, des recherches in vitro et in vivo sont à poursuivre chez l’animal comme chez l’homme. Des questions se posent en particulier :
→ quelle est leur incidence sur l’organisme, notamment leur interaction avec le système immunitaire à long terme ?
→ qu’en est-il d’une coévolution des phages administrés avec les bactéries, qui nécessiterait un contrôle, également sur le long terme ?
→ quel est l’impact potentiel de la thérapie sur l’évolution générale des bactéries (phago-résistance) ?
Le cadre légal actuel est un carcan pour les essais thérapeutiques nécessaires à l’obtention d’une autorisation de mise sur le marché de bactériophages comme médicaments. La réglementation doit être modifiée en instaurant une clause particulière pour ces derniers, à l’instar de celle mise en place pour les vaccins. Le colloque à l’Assemblée nationale en février est un signe que les lignes souhaitent bouger.
Le sujet est prometteur : les bactériophages ne sont pas seulement des solutions alternatives aux antibiotiques. Ils pourraient aussi représenter une aide en biologie moléculaire et génétique pour les vaccinations, la transplantation de peau, la gestion des immunodépressions et le traitement de tumeurs.
Berger-Savin M. La phagothérapie : historique et potentielle utilisation contre les infections à bactéries multirésistantes. Thèse doctorat vétérinaire, ENVA. 2014:172p.
Aucun
Les phages sont classés par mode d’infections de leur bactérie hôte : le cycle lytique est réalisé par les phages dits “virulents”, le cycle lysogénique par les phages tempérés. Le premier (lytique) est le seul intéressant en thérapie, car il est le seul qui permette de détruire une bactérie. Après une phase d’arrimage à sa cible, le virus injecte son matériel génétique, puis détruit le génome bactérien tout en traduisant via la machinerie bactérienne son propre génome en différents composants qui vont s’assembler pour former de nouveaux virions, libérés après éclatement bactérien.
L’extinction de certaines épidémies bactériennes historiques aurait été permise par les phages : l’épidémie survient et se propage, puis un bactériophage lytique se développe et est répandu dans l’environnement, ce qui favorise une extinction de l’épidémie, en protégeant les individus non encore atteints, et une guérison accélérée des malades. Un transfert a lieu lors de contamination croisée de sujets non traités par des bactériophages à partir de sujets traités (ou à partir de l’environnement où ces derniers se trouvent). Ce phénomène pourrait présenter un intérêt prophylactique ou lors du traitement d’infections sur un grand nombre de cas, comme dans des cheptels.
Découverte avant l’antibiothérapie, la phagothérapie n’a jamais cessé d’être utilisée dans les pays de l’Europe de l’Est en 90 ans. À Tbilissi (Géorgie), l’institut Eliava du bactériophage rapporte un taux de réussite de 80 % dans le traitement des infections à Enterococcus. Les chercheurs polonais rapportent 90 % de succès dans le traitement d’infections diverses dues à Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae et Escherichia coli [9]. En France, dans les années 1980, des guérisons par phagothérapie ont été constatées lors d’échec thérapeutique sur des infections locales : otites externes, cicatrices, ostéo-arthrites (solution alternative à l’amputation, infection des os du bassin, prothèse sur des personnes âgées). Ces cas n’ont pas été publiés (travaux de Dublanchet et coll.).
Le scepticisme passé peut s’expliquer. Autrefois, les endotoxines n’étaient pas bien éliminées dans les préparations virales, ou la viabilité des phages n’était pas correctement contrôlée après ajout de substances stérilisantes aux préparations. Les études n’étaient pas précises concernant l’efficacité (guérison ou non) et le cadre (seconde intention). Elles n’exploraient pas d’éventuelles erreurs thérapeutiques. Le traitement n’était pas comparé à un placebo. Les travaux étaient faiblement représentatifs (cas peu homogènes), guère répétables (inconstance des résultats), donc non reproductibles (car peu répétables et mal décrits).
En médecine humaine, des essais sur la phagothérapie sont en cours en Inde, au Canada, en Europe, etc.
En France, l’Institut Pasteur (en collaboration avec l’association Phag Espoir) gère MucoPhage, qui concerne les infections à Pseudomonas aeruginosa multirésistantes chez les personnes atteintes de mucoviscidose, et RéapyoPhage qui cible les bactéries, mais dans les services de réanimation [7].
Phagoburn(1) est un projet collaboratif européen lancé le 1er juin 2013 pour 3 ans, sur la phagothérapie appliquée à des infections cutanées par Escherichia coli et Pseudomonas aeruginosa chez les patients brûlés (hôpital militaire Percy en France, hôpital Reine-Astrid en Belgique et le CHU Vaudois en Suisse). Il est coordonné par le ministère français de la Défense en collaboration avec Pherecydes Pharma(2), société française spécialisée en bio-nanotechnologies utilisant des phages, et Clean Cells(3) [4].
Aux États-Unis, c’est dans l’espoir de trouver un remède au charbon à Bacillus anthracis, arme de bioterrorisme potentielle, que l’armée s’est intéressée à la phagothérapie. Près d’un million de dollars ont ainsi été octroyés à l’institut Eliava de Géorgie.
Les phages permettent de débarrasser des surfaces inertes, des bactéries ou des biofilms.
Un biofilm est une communauté de micro-organismes (bactéries, champignons, etc.) généralement symbiotiques, ou d’une seule espèce d’un micro-organisme, adhérant à une paroi et protégée du milieu extérieur par la sécrétion d’une matrice polymère.
Le phage peut s’accrocher à une molécule située à la surface de la capsule polysaccharidique, dite “récepteur secondaire”, permettant la sécrétion d’une dépolymérase et, par la suite, l’arrimage du phage à une molécule dite “récepteur primaire” à la surface de la paroi bactérienne (trois étapes).
Outre les applications en asepsie médicale, les tuyaux de circulation d’eau de boisson (pour les volailles) peuvent aussi être débarrassés des bactéries (pathogènes, comme Campylobacter spp.) et des biofilms grâce à des phages. Les denrées pourraient aussi l’être.
D’après [6].
→ Certaines connaissances sur le mécanisme des phages in vivo restent encore à approfondir, en particulier les données pharmacodynamiques.
→ Les infections à bactéries intracellulaires risquent de ne pas pouvoir être traitées car ces agents pathogènes sont protégés dans la cellule eucaryote, donc inatteignables par les phages.
→ Le risque théorique de créer un déséquilibre biologique en utilisant les phages en thérapeutique doit être exploré.
→ Une utilisation future des bactériophages se doit d’être raisonnée. Il s’agit de ne pas reproduire les mêmes erreurs qu’avec les antibiotiques.
→ La phagothérapie vise principalement le traitement d’infections chroniques multirésistantes aux antibiotiques.
→ Les effets secondaires se révèlent rares et bénins.
→ Un potentiel de produits dérivés existe : l’aseptisation et les enzybiotiques.
→ Un cadre réglementaire est en réflexion à l’échelon européen.
→ Des “produits” de traitement des animaux à base de phages sont déjà commercialisés ailleurs dans le monde pour les dermites du chien ou les agents pathogènes de l’intestin des volailles.
→ La réglementation demeure floue sur les bactériophages. Au sens de l’article L. 5111-1 du Code de la santé publique, un médicament, c’est « toute substance ou composition présentée comme possédant des propriétés curatives ou préventives à l’égard des maladies humaines ou animales, ainsi que toute substance ou composition pouvant être utilisée chez l’homme ou chez l’animal ou pouvant leur être administrée, en vue d’établir un diagnostic médical ou de restaurer, corriger ou modifier leurs fonctions physiologiques en exerçant une action pharmacologique, immunologique ou métabolique » (article L. 5111-1, 2007).
→ Les bactériophages sont des agents thérapeutiques difficiles à encadrer à l’aide d’un brevet. D’une part, le principe est ancien et n’entre donc pas dans la condition d’“élément novateur” prévue dans le cadre de dépôt d’un brevet. D’autre part, deux phages aux séquences génomiques proches peuvent “fonctionner” tout aussi bien sur une même bactérie cible, ouvrant la porte à la concurrence. Les contraintes actuelles empêchent l’existence d’une propriété intellectuelle sur les phages. Les laboratoires peuvent redouter l’absence de profitabilité, d’où leur frilosité à investir et à peser dans la balance lobbyiste en leur faveur. Les procédures d’autorisation de mise sur le marché (AMM) sont conçues pour des médicaments inertes et fixes ne permettant pas la mise à jour régulière de cocktails de phages à adapter aux bactéries visées.
→ L’attention du gouvernement a été alertée sur la recrudescence de patients se rendant en Géorgie, au centre de phagothérapie de Tbilissi, pour recevoir un traitement. Le ministère de la Santé tend à renvoyer la problématique à l’échelon européen. Une adaptation du Code de la santé publique est envisagée, à l’instar de la réglementation sur les vaccins, permettant de réadapter les cocktails (après obtention préalable d’une AMM pour ces cocktails) selon l’évolution des bactéries ciblées, sans devoir recommencer à chaque fois la procédure complète. En amont, cela suppose que l’Union européenne (EMA) et les États-Unis (FDA) créent une section spécifique pour la phagothérapie dans le registre de l’advanced therapy medicinal product (sur le modèle de la directive européenne N° 2003/63/CE pour les thérapies géniques, les produits à base de cellules et les vaccins). D’où la nécessité d’étayer les programmes de recherche sur l’innocuité, l’efficacité et le champ d’application potentiel de la phagothérapie, ainsi que sur la faisabilité d’une production de cocktails répondant aux exigences sanitaires actuelles. Après un premier congrès qui s’est déroulé en septembre 2013 à Bruxelles, les Verts ont organisé, le 18 février, un colloque à l’Assemblée nationale pour informer et débattre sur le sujet. Les politiques, l’administration, les médecins chercheurs et les chefs d’entreprise qui développent des produits thérapeutiques à base de phages (dont Pherecydes Pharma) y sont conviés.
Nouveau : Découvrez le premier module
e-Learning du PointVétérinaire.fr sur le thème « L’Épanchement thoracique dans tous ses états »
L’ouvrage ECG du chien et du chat - Diagnostic des arythmies s’engage à fournir à l’étudiant débutant ou au spécialiste en cardiologie une approche pratique du diagnostic électrocardiographique, ainsi que des connaissances approfondies, afin de leur permettre un réel apprentissage dans ce domaine qui a intrigué les praticiens pendant plus d’un siècle. L’association des différentes expériences des auteurs donne de la consistance à l’abord de l’interprétation des tracés ECG effectués chez le chien et le chat.
En savoir plus sur cette nouveauté
Découvrir la boutique du Point Vétérinaire
Retrouvez les différentes formations, évènements, congrès qui seront organisés dans les mois à venir. Vous pouvez cibler votre recherche par date, domaine d'activité, ou situation géographique.
Découvrez en avant-première chaque mois le sommaire du Point Vétérinaire.
Vidéo : Comment s'inscrire aux lettres d'informations du Point Vétérinaire