Contexte

Les bactériophages, en infectants les levains lactiques, sont à l’origine d’accidents récurrents de fermentation dans l’industrie laitière. La persistante de ces particules virales dans les environnements industriels, en dépit des procédures d’hygiènes appliquées, reste très largement inexpliquée. L’objectif de nos travaux était ainsi de mettre en évidence la possibilité pour ces entités de pénétrer, diffuser et interagir au sein de biofilms bactériens, et ainsi de bénéficier de leur environnement protecteur.

Résultats

L’originalité des travaux présentés est l’utilisation d’une technique photophysique ultrasensible (la spectroscopie de corrélation de fluorescence sous excitation à deux photons, FCS-TPE) pour caractériser in situ et à l’échelle de la molécule unique les propriétés de diffusion-réaction d’un bactériophage au sein de biofilms modèles.

Expérimentalement, nous avons ainsi démontré que la matrice mucoïde d’un biofilm de Stenotrophomonas maltophilia (souche d’altération fréquemment rencontrée sur les surfaces des ateliers laitiers) n’était pas une barrière à la pénétration du bactériophage C2 (phage infectant certaines souches de Lactococcus lactis). Nous avons également observé que la présence de récepteurs spécifiques du phage à la surface des bactéries constitutives de biofilms de Lactococcus lactis n’inhibait pas la pénétration des particules au sein de l’édifice bactérien, mais induisait leur immobilisation dans l’épaisseur du biofilm. Dans le cas de souches sensibles aux phages, l’activité lytique du bactériophage c2 était ralentie mais non inhibée puisque 75% des cellules du biofilm étaient lysées en quelques heures.

Les résultats présentés confirment l’efficacité de l’attaque phagique pour des bactéries incluses en biofilms. Ces données sont à mettre en regard du regain d’intérêt de la thérapie phagique comme une alternative aux antibiotiques et désinfectants dans la lutte contre des biofilms « pathologiques » en santé humaine et en agriculture. 

Perspectives, impact à terme

Les biofilms doivent également être considérés comme des réservoirs potentiels de virus pathogènes, et sont probablement impliqués dans de nombreuses infections virales persistantes.

Partenaires 

UMR763 INRA-AgroParisTech Bioadhésion et Hygiène des Matériaux, Massy ; UR888 INRA Génétique Microbienne, Jouy-en-Josas ; UPR 3361 CNRS - Université Paris-Sud Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Orsay ; Centre de Photonique Biomédicale, Centre Laser de l’Université Paris-Sud, Orsay.

Briandet, R., P. Lacroix-Gueu, S. Lecart, M. Renault, T. Meylheuc, E. Bidnenko, K. Steenkeste, M.-N. Bellon-Fontaine, M.-P. Fontaine-Aupart. (2008). Diffusion-reaction of bacteriophages inside biofilms: a dynamic approach using fluorescence correlation spectroscopy. Appl. Environ. Microbiol. 74:2135-2143.

Bren, L. 2007. Bacteria eating virus approved as food additive. FDA consumer magazine, www.fda.gov/fdac/features/2007/107_virus.html

Contact 

Romain Briandet, UMR BHM, 25 avenue République, 91300 Massy

romain.briandet@jouy.inra.fr