Une expérience menée à bord de la Station spatiale internationale (ISS) a révélé que des virus naturellement capables de détruire des bactéries voient leurs propriétés évoluer de manière spectaculaire sous l’effet de l’apesanteur. Selon Futura Sciences, des chercheurs américains ont expédié des échantillons de bactériophages, ces « tueurs de bactéries », vers l’ISS pour étudier leur comportement en microgravité. Résultat : après leur retour sur Terre, ces virus modifiés se sont avérés cent fois plus efficaces contre certaines souches bactériennes résistantes aux phages terrestres. Une avancée qui pourrait ouvrir la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques, notamment face aux infections nosocomiales.

Ce qu'il faut retenir

  • Des bactériophages envoyés dans l’ISS ont subi des mutations en apesanteur, les rendant bien plus performants une fois revenus sur Terre.
  • Ces virus, initialement inoffensifs pour l’humain, ont été sélectionnés pour leur capacité à cibler uniquement les bactéries.
  • Les phages modifiés en microgravité infectent désormais cent fois mieux des souches d’Escherichia coli résistantes aux traitements classiques.
  • L’absence de convection en microgravité a ralenti leur multiplication, forçant les scientifiques à prolonger les expériences jusqu’à 23 jours pour observer des résultats.
  • Les mutations spatiales diffèrent de celles observées sur Terre, suggérant une « course à l’armement évolutive » inédite entre bactéries et virus.

Une expérience inédite pour comprendre la coévolution des microbes

L’idée d’envoyer des bactériophages dans l’espace peut surprendre, mais elle s’inscrit dans une logique scientifique précise. Comme l’explique Srivatsan Raman, professeur associé au département de biochimie de l’université du Wisconsin-Madison et responsable de l’étude, « les bactéries et leurs virus se livrent une guerre permanente pour leur survie ». Sur Terre, cette lutte suit des règles bien établies : les bactéries développent des mécanismes de défense, tandis que les phages adaptent leurs stratégies pour les contourner. Mais qu’en est-il en microgravité ?

Pour le découvrir, l’équipe de chercheurs a expédié vers l’ISS des échantillons de Escherichia coli, une bactérie commensale de l’humain, ainsi que des phages spécifiques capables de l’infecter. Les échantillons, protégés dans des tubes en rhodium — un métal résistant à la corrosion — et maintenus à -80 °C pendant le voyage, ont été placés à bord de la station dans des conditions strictement contrôlées. Une fois réchauffés à 37 °C, leur évolution a été comparée à celle d’échantillons similaires restés au sol.

Un retard inattendu et des mutations radicalement différentes

Les résultats ont déjoué les attentes des scientifiques. Sur Terre, les phages se multiplient et détruisent les colonies bactériennes en quelques heures seulement. Dans l’ISS, en revanche, l’absence de convection — ce phénomène naturel où les fluides chauds montent et les fluides froids descendent — a considérablement ralenti leur action. « Privés des mouvements naturels des fluides, les phages et les bactéries errent comme des navires sans vent », illustre Srivatsan Raman. Il a fallu attendre 23 jours pour observer une multiplication significative des phages dans les échantillons spatiaux, contre seulement quatre heures pour ceux restés sur Terre.

Cette lenteur a permis aux chercheurs d’étudier des mutations autrement invisibles. Dans l’espace, les phages ont développé des adaptations moléculaires favorisant leur capacité à se lier aux bactéries, tandis que Escherichia coli a accumulé des mutations visant à améliorer sa survie en apesanteur. « La course à l’armement évolutive se poursuit donc, y compris dans l’espace », souligne le chercheur. Un phénomène qui pourrait, à terme, révéler de nouvelles stratégies de résistance ou d’attaque pour ces micro-organismes.

Des virus « dopés » par la microgravité, une piste pour la médecine

C’est cependant la performance accrue des phages modifiés en orbite qui retient aujourd’hui l’attention. Lorsqu’ils ont été testés sur des souches d’Escherichia coli responsables d’infections urinaires et résistantes aux antibiotiques classiques, les phages ayant subi des mutations spatiales ont montré une efficacité cent fois supérieure à celle de leurs homologues terrestres. « Nous avons créé des bibliothèques de phages combinant les mutations les plus performantes identifiées dans l’espace et sur Terre, puis nous les avons testées sur des colonies bactériennes pathogènes », explique Srivatsan Raman. « Les phages porteurs de mutations issues de la microgravité ont infecté cent fois mieux des souches d’Escherichia coli résistantes aux phages normaux. »

Cette découverte ouvre des perspectives inédites pour la lutte contre les infections bactériennes, notamment celles causées par des souches multi-résistantes aux antibiotiques. Les bactériophages sont déjà utilisés en Géorgie ou en Russie dans le cadre de thérapies phagiques, mais leur efficacité variable limite leur adoption à grande échelle. Les résultats obtenus dans l’ISS pourraient permettre de sélectionner ou de concevoir des souches de phages optimisées pour cibler des bactéries spécifiques, réduisant ainsi le recours aux antibiotiques et limitant l’émergence de résistances.

Vers de nouvelles expérimentations pour affiner les résultats

Fort de ces conclusions, l’équipe de chercheurs envisage de poursuivre ses travaux à bord de l’ISS. Deux axes principaux se dégagent : tester les phages modifiés contre d’autres souches bactériennes, notamment des bactéries mobiles capables de brasser leur environnement, et affiner la méthodologie pour éviter les altérations liées aux cycles de congélation et décongélation. « Nous voulons réduire ces perturbations et étudier des durées intermédiaires, entre quatre heures et 23 jours, pour mieux cerner les mécanismes en jeu », précise Srivatsan Raman.

Les scientifiques soulignent également l’importance de l’ISS comme laboratoire unique pour la biologie. « L’espace n’est pas seulement un lieu d’exploration, mais aussi un environnement où les lois de la biologie peuvent être réécrites », conclut le chercheur. Cette étude, publiée dans la revue PLOS Biology, s’ajoute à une série de travaux montrant que les micro-organismes réagissent de manière imprévisible en microgravité, avec des implications potentielles pour la recherche médicale, l’agriculture spatiale, voire la recherche de vie extraterrestre.

Et maintenant ?

Les prochaines étapes consisteront à valider ces résultats sur un plus grand nombre de souches bactériennes et à évaluer la stabilité des phages modifiés une fois administrés in vivo. Les chercheurs pourraient également explorer l’utilisation de cette technologie pour des applications en dehors du domaine médical, comme la décontamination d’environnements ou la sécurité alimentaire. Une demande de prolongation d’expérience à bord de l’ISS est actuellement à l’étude, avec une possible mise en œuvre d’ici 2027. En attendant, cette découverte rappelle que l’espace reste un terrain de jeu — et de découvertes — pour les scientifiques du monde entier.

Cette avancée s’inscrit dans un contexte où les infections nosocomiales et les résistances aux antibiotiques constituent un enjeu majeur de santé publique. Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), 1,2 million de décès par an sont directement attribuables à ces résistances. Les bactériophages pourraient-ils devenir une arme supplémentaire dans l’arsenal thérapeutique ? Les prochaines années nous le diront.

Les phages envoyés dans l’ISS ont subi des mutations adaptatives en réponse à l’apesanteur. Ces modifications ont accru leur capacité à se lier aux bactéries, notamment à des souches résistantes aux phages terrestres. Selon les chercheurs, ces mutations spatiales offrent un avantage compétitif une fois les virus revenus sur Terre.

Les bactériophages sont déjà utilisés dans certains pays pour traiter des infections localisées ou résistantes aux antibiotiques, mais leur utilisation reste limitée par leur spécificité et leur efficacité variable. Les résultats obtenus dans l’ISS pourraient permettre de concevoir des phages plus performants, mais ils ne remplaceront pas les antibiotiques dans tous les cas d’infection. Leur rôle serait plutôt complémentaire.