Dépistage précoce des infections par la compréhension du langage des bactéries

Les bactéries se parlent les unes aux autres, envoyant des messages chimiques pour organiser des attaques. Et si nous pouvions entendre ce qui se dit entre elles? La nanophysicienne Fatima AIZahra'a Alatraktchi a inventé un outil qui permet d'espionner le bavardage des bactéries et de traduire celui-ci en language humain. Ses travaux peuvent poser les bases pour un dépistage précoce des maladies - avant même de tomber malade.

Vous ne les connaissez pas.

Vous ne les voyez pas.

Mais elles sont toujours là,

chuchotant

fomentant des plans secrets,

formant des armées de millions de soldats.

Et quand elles décident d’attaquer,

elles attaquent toutes en même temps.

Je parle des bactéries.

(Rires)

De qui croyez-vous que je parlais ?

Les bactéries vivent en communauté
comme les humains.

Elles ont de la famille,

elles se parlent,

et elles planifient leurs activités.

Et comme les humains,
elles trompent, dupent,

et certaines se trompent même entre elles.

Et si je vous disais que nous pouvons
écouter les conversations des bactéries

et les traduire en langage humain ?

Et si je vous disais que ces traductions
pourraient sauver des vies ?

J’ai un doctorat en nanophysique,

et j’ai utilisé la nanotechnologie pour
développer un traducteur en temps réel

qui peut espionner
les communautés bactériennes

et enregistrer ce que les bactéries font.

Les bactéries sont partout.

Elles sont dans le sol, sur nos meubles

et dans notre corps.

En fait, 90 % des cellules vivantes
dans cette pièce sont des bactéries.

Il y a des bactéries utiles ;

elles nous aident à digérer
ou produisent des antibiotiques.

Et il y a des bactéries nuisibles ;

elles provoquent des maladies et la mort.

Pour remplir toutes leurs fonctions,

elles doivent être capables
de s'organiser,

et elles le font comme les humains :

en communiquant.

Mais au lieu des mots,

elles utilisent des signaux moléculaires.

Quand elles sont peu,

les molécules de signalisation s’écoulent
tout simplement,

comme les cris d'un homme
seul dans le désert.

Mais quand il y a beaucoup de bactéries,
les molécules s'accumulent,

et les bactéries sentent
qu'elles ne sont pas seules.

Elles s’écoutent mutuellement.

De cette façon, elles peuvent savoir
combien elles sont

et lorsqu’elles sont assez nombreuses
pour lancer une nouvelle action.

Et lorsque les molécules de signalisation
atteignent un certain seuil,

toutes les bactéries sentent
au même moment qu’elles doivent agir

de la même manière.

Une conversation bactériologique consiste
en une initiative et une réaction :

la production d’une molécule
et la réponse qu’elle provoque.

Dans mes recherches, je mets l’accent
sur les communautés bactériennes

dans le corps humain.

Comment ça marche ?

Nous avons un échantillon d’un patient.

Soit du sang ou de la salive.

Nous injectons des électrons
dans l’échantillon,

les électrons interagissent
avec les molécules présentes,

et cette interaction
nous donne des informations

sur l’identité de la bactérie,

le type de communication

et le nombre d’infos qu’elles partagent

Mais à quoi ressemble
cette communication ?

Avant que je ne développe
cet outil de traduction,

ma première hypothèse était que
les bactéries avaient un langage primitif,

comme les bébés qui n’utilisent pas
de mots ni de phrases.

Ils rient, ils sont heureux ;
ils pleurent, ils sont tristes.

C’est simple.

Mais les bactéries se sont révélées
être tout le contraire.

Une molécule n’est pas juste une molécule.

Elle peut signifier différentes choses
selon le contexte,

tout comme un bébé pleure
pour plusieurs raisons :

parfois, le bébé a faim,

parfois, il a fait pipi,

parfois, il a mal ou il a peur.

Les parents savent décoder ces pleurs.

Et pour être un vrai traducteur,

il doit être capable de décoder
ces molécules de signalisation

et les traduire selon le contexte.

Et qui sait ?

Google Traduction l’adoptera peut-être.

(Rires)

Prenons un exemple.

J’ai amené des données bactériennes
un peu difficiles à comprendre

pour les novices,

mais essayez quand même.

(Rires)

Voici une famille heureuse de bactéries
qui a infecté un patient.

Appelons-les les Montaigu.

Elles partagent des ressources,
elles se reproduisent et grandissent.

Un jour, un nouveau voisin arrive,

la famille Capulet.

(Rires)

Tout va bien,
du moment qu’elles travaillent ensemble.

Mais un imprévu arrive.

Roméo Montaigu a une relation
avec Juliette Capulet.

(Rires)

Eh oui, elles partagent
du matériel génétique.

(Rires)

Ce transfert peut être
dangereux pour les Montaigu

qui ont l’ambition d’être la seule famille
dans le patient qu’ils ont infecté.

Le partage de gènes a permis

aux Capulet d’être résistants
aux antibiotiques.

Alors les Montaigu commencent à discuter
pour se débarrasser de l’autre famille

en libérant cette molécule.

(Rires)

Et avec des sous-titres :

[Planifions une attaque.]

(Rires)

Planifions une attaque.

Tout le monde répond comme un seul homme

en libérant un poison
qui va tuer l’autre famille.

[Éliminez !]

(Rires)

Les Capulet contre-attaquent.

[Contre-attaque !]

Et ils se battent.

Voici une vidéo d’un vrai duel bactérien
avec des organites en forme d’épées,

où ils essaient de se tuer

en se poignardant
et en se déchiquetant littéralement.

La famille qui gagne cette bataille
devient la bactérie dominante.

Je peux alors détecter
les conversations bactériennes

qui mènent à ces comportements collectifs

comme le combat.

J’ai espionné les communautés bactériennes

à l’intérieur du corps

de patients à un hôpital.

J’ai suivi 62 patients
dans une expérience,

où j’ai testé les échantillons des patients
pour une infection particulière,

sans connaitre les résultats
du test diagnostique traditionnel.

Pour les diagnostics bactériens,

un échantillon est étalé sur une plaque,

et si la bactérie se développe
dans les cinq jours,

on considère que le patient est infecté.

Quand j’ai fini l’étude et
comparé les résultats de l’outil

avec ceux des diagnostics traditionnels
et des tests de validation,

j’étais choquée.

C’était beaucoup plus surprenant
que je ne l’avais anticipé.

Avant de vous dire
ce que l’outil a révélé,

j’aimerais vous parler
d’un patient que j’ai suivi -

une jeune fille.

Elle avait la mucoviscidose,

une maladie génétique qui rendait ses
poumons plus vulnérables aux infections.

Elle ne faisait pas partie
de l’essai clinique.

Je l’ai suivie parce que je savais,
par son dossier médical,

qu’elle n’avait jamais eu
une infection avant.

Chaque mois, elle s’est rendue à l’hôpital

pour fournir un échantillon de crachat.

Cet échantillon était transféré
pour la recherche de bactéries

au laboratoire central

afin que les médecins puissent agir
rapidement en cas d’infection.

Cela m’a permis de tester
mon appareil sur ses échantillons.

Les deux premiers crachats
étaient négatifs.

Mais dans le troisième,

il y avait des ragots bactériens.

Les bactéries voulaient endommager
son parenchyme pulmonaire.

Mais les diagnostics traditionnels
n’ont montré aucune bactérie.

J’ai mesuré à nouveau le mois suivant,

et les conversations bactériennes
étaient encore plus intenses.

Les diagnostics traditionnels
ne montraient toujours rien.

Six mois après la fin de l’étude,
je me suis renseignée

pour voir si les bactéries avaient disparu

sans aucune intervention médicale.

Ce n’était pas le cas.

Mais on a diagnostique à la fille
d’une infection bactérienne mortelle.

C’était les mêmes bactéries que
mon outil avait découvertes plus tôt.

Et malgré un traitement
antibiotique bien conduit,

il était impossible d’éradiquer
l’infection.

Les médecins ont estimé
qu’elle ne passerait pas la vingtaine.

Lors de l’étude de ses échantillons,

mon outil en était encore à ses débuts.

Je ne savais même pas
si ma méthode fonctionnait,

j’avais donc un accord avec les médecins

de ne pas communiquer mes résultats

pour ne pas compromettre leur traitement.

Quand j’ai vu ces résultats
qui n’étaient même pas valides,

je n’ai pas osé en parler

car, traiter un patient
sans une infection déclarée

a également des conséquences
négatives pour le patient

Aujourd'hui, nous en savons plus

et il y a de nombreux jeunes garçons
et filles qui peuvent être sauvés

parce que, malheureusement,
ce scénario arrive très souvent.

Les patients sont infectés,

les bactéries n’apparaissent pas
au test traditionnel de diagnostic,

et d’un coup, l’infection se déclare chez
le patient avec de graves symptômes.

Et à ce moment-là, il est déjà trop tard.

Le résultat surprenant obtenu
du suivi des 62 patients était

que mon outil repérait
des conversations bactériennes

dans plus de la moitié des échantillons

provenant de patients avec un diagnostic
traditionnel négatif.

En d’autres termes, plus de la moitié
de ces patients sont repartis

pensant être sains,

alors qu’ils étaient porteurs
de bactéries dangereuses.

À l’intérieur de ces patients
faux négatifs,

des bactéries coordonnaient une attaque.

Elles se parlaient en chuchotant.

Les « bactéries chuchoteuses »

sont des bactéries non détectées
par les méthodes habituelles.

Seul l’outil peut détecter
ces chuchotements.

Je crois que le temps pendant lequel
les bactéries chuchotent

est un moment opportun
pour un traitement ciblé.

Si la fille avait été traitée
durant cet intervalle de temps,

il aurait été possible
d’éliminer les bactéries

précocement,

avant la propagation de l’infection.

Mon expérience avec cette adolescente
m’a poussée à faire tout ce que je peux

pour introduire cet outil
dans les hôpitaux.

Avec les médecins,

je travaille déjà pour introduire
cet outil dans les cliniques

pour diagnostiquer tôt les infections.

Bien qu’on ne sache pas encore
comment les patients vont être traités

durant la phase de chuchotement,

cet outil peut aider à surveiller
les patients à risque.

Il pourrait aider à vérifier si
un traitement était efficace ou pas,

et à répondre à de simples questions :

le patient est-il infecté ?

Que mijotent les bactéries ?

Les bactéries se parlent,

elles fomentent des plans

et s'envoient des informations secrètes
les unes aux autres.

Outre la détection de leur chuchotement,

nous pouvons apprendre leur langage secret

et devenir nous-mêmes
des chuchoteurs bactériens.

Comme diraient les bactéries :

« 3-oxo-C12-aniline. »

(Rires)

(Applaudissements)

Merci.