➡️ Communiqué de presse en anglais (26.02.2024) et film sur le projet lauréat (sous-titré en anglais)
➡️ Ce Prix scientifique a été décerné lors du Rendez-vous sciences & santé Leenaards du 21 mars. À voir en replay : leenaards.ch/rdvscience24
« Il est urgent de développer des nouveaux traitements tels que la phagothérapie pour répondre aux complications parfois sévères dues à la résistance aux antibiotiques, notamment chez les patients atteints de mucoviscidose ou de bronchectasies », explique la Dre Angela Koutsokera, engagée au Service de pneumologie du CHUV. Elle pilote l’équipe de recherche lauréate de l’un des deux Prix scientifiques Leenaards 2024, aux côtés notamment du Dr Grégory Resch, chercheur au Centre de recherche et d’innovation en sciences pharmaceutiques cliniques (CRISP) du CHUV : « Avec près de 25 000 décès annuels en Europe liés à cette résistance aux antibiotiques, et des prévisions allant jusqu’à 10 millions de décès sur le plan mondial en 2050, il est essentiel de tenter d’apporter une partie de la solution à ce défi majeur de santé publique. D’autant plus que l’on proposait parfois l’amputation à des patients en impasse thérapeutique qui étaient infectés par des bactéries très résistantes, alors que dans certains pays de l’ex-URSS, comme la Géorgie, une thérapie par bactériophages (phagothérapie) était disponible, permettant la perspective d’un traitement sans amputation », souligne le Dr Grégory Resch.
Les bactériophages sont des virus présents particulièrement dans les eaux usées, le sol et les excréments ; ils sont inoffensifs pour les humains, mais particulièrement destructeurs pour les bactéries pathogènes qu’ils pourchassent. Dans le cadre de cette recherche – qui est une première sur le plan national –, le défi est de trouver le bactériophage qui saura attaquer la bactérie à l’origine de la maladie résistante aux antibiotiques. « La phagothérapie n’est en soi pas nouvelle, mais la recherche avait été abandonnée lors de l’arrivée massive des antibiotiques dans les années 1960 », précise la Dre Angela Koutsokera.
L’innovation tient donc à l’approche choisie par leur groupe de recherche, qui se distingue par une individualisation accrue du traitement : c’est en effet la bactérie isolée de l’expectoration du patient souffrant d’une infection respiratoire qui sera soumise à un traitement par des bactériophages soigneusement sélectionnés. « Si un phage semble particulièrement efficace lors du processus de sélection, la paire bactérie/phage choisie passera alors par mon laboratoire de mécanique microbienne, pour une phase de test in vitro au sein de modèles d’organoïdes pulmonaires humains développés à l’EPFL », explicite le Prof. Alexandre Persat, à la tête du laboratoire de mécanique microbienne de l’EPFL. Reproduisant le milieu biologique des poumons, ces mini-organes cultivés en laboratoire à l’aide de cellules souches permettent en effet une meilleure évaluation thérapeutique de potentiels traitements.
Une fois les tests de laboratoire réalisés, les phages sélectionnés seront alors prescrits de manière personnalisée, offrant un nouvel espoir aux patient·e·s confronté·e·s à des infections respiratoires complexes et résistantes aux antibiotiques. « Dans le cadre de cette recherche, c’est finalement le patient lui-même qui fournit la matière première qui permet la recherche d’un nouveau médicament. Il participe en quelque sorte à la mise au point de son traitement, dans le cadre d’un processus de recherche translationnelle où biologie, pharmacologie, ingénierie et science médicale collaborent pour un soin ciblé et personnalisé », s’enthousiasment les trois partenaires de ce projet.
“We urgently need to develop new treatments like phagotherapy to address the often-severe complications caused by antibiotic resistance, especially in patients with cystic fibrosis or bronchiectasis,” says Dr. Koutsokera, from the Division of Pulmonology at Lausanne University Hospital (CHUV). The research group she leads is one of the winners of the Leenaards Foundation 2024 Science Prize. The team also includes Dr. Grégory Resch, a researcher at the CHUV’s Center for Research and Innovation in Clinical Pharmaceutical Sciences (CRISP). “Antibiotic resistance is responsible for around 25,000 deaths each year in Europe alone,” says Dr. Resch. “With predictions that it could cause up to 10 million deaths globally in 2050, we must come up with an approach to help address this major public-health issue. In some cases, patients infected with highly resistant bacterial strains have ended up losing a limb once other treatment options have been exhausted. But in some countries of the former Soviet Union, such as Georgia, the availability of bacteriophage therapy, or phagotherapy, has allowed patients to be treated without amputation.”
Bacteriophages are a type of virus commonly found in wastewater, soil and excrement. Although they’re harmless to humans, they actively hunt down and destroy pathogenic bacteria. This research project – the first of its kind in Switzerland – aims to identify specific bacteriophages capable of attacking the bacteria that cause antibiotic-resistant infections. “Phagotherapy is not a novel concept, but research in this area was set aside when antibiotics became widely available in the 1960s,” says Dr. Koutsokera.
The novelty of the group’s research lies in the fact that their approach takes personalized medicine to new levels: the bacterium is isolated from the patient’s sputum sample then treated with carefully selected bacteriophages. “If a bacteriophage is shown to be particularly effective during the selection process, we receive the virus-and-bacterium pair at my lab, where we run in-vitro tests in organoids – miniature human lungs – developed at EPFL,” says Prof. Alexandre Persat of EPFL’s Microbial Mechanics Lab. These small-scale organs, which are grown in the lab from stem cells to mimic the biological environment found inside the lungs, offer a more effective way to assess the efficacy of potential treatments.
Once the lab tests are complete, the selected bacteriophages are administered to the patient who produced the original sample. This approach offers new hope for patients with complex, antibiotic-resistant respiratory infections. “We’re exploring new treatment options using raw material provided by patients themselves,” say the three project partners with enthusiasm. “In that sense, patients are contributing to their own treatment. This is an example of translational research with biologists, pharmacologists, engineers and medical scientists working together to develop targeted, personalized therapies.”
We’re looking to push the boundaries of conventional medicine by using bacteriophages – viruses commonly found in wastewater. Through our highly personalized approach, we hope to be able to offer effective, alternative drugs for antibiotic-resistant respiratory infections in the near future.”
