Des chercheurs de l'Université Pompeu Fabra ont développé une boîte à outils génétique qui peut être utilisée pour modifier génétiquement Cutibacterium acnes, la bactérie la plus courante trouvée sur la peau humaine, afin de produire des composés thérapeutiques pour diverses affections cutanées. Cette approche offre une alternative sûre, contrôlée et avantageuse aux traitements existants.
L'étude, publiée dans la revue scientifique Cell Systems, a été dirigée par le Dr Marc Güell, avec Guillermo Nevot comme co-premier auteur. Les chercheurs ont réussi à créer une souche de C. acnes qui produit des antioxydants et réduit le stress oxydatif dans les cellules cutanées exposées aux rayons UV. Bien que la recherche soit actuellement au stade de la culture cellulaire, elle promet de grandes choses pour les applications futures.
La boîte à outils génétique se compose d'une molécule d'ADN circulaire appelée plasmide, qui comprend différentes séquences, chacune ayant une fonction spécifique. Une séquence code le gène pour la production du composé thérapeutique souhaité, une autre régule la quantité de composé produite en fonction des stimuli externes, une autre permet de sélectionner les souches qui ont intégré le plasmide, et une autre élimine la résistance aux antibiotiques après le processus de sélection.
Les chercheurs ont également introduit des outils pour éliminer la capacité naturelle de C. acnes à produire certains nutriments dont elle a besoin. Cela garantit que les bactéries ne persisteront pas sur la peau à moins que ces nutriments ne soient fournis de l'extérieur, par exemple, par le biais d'une crème appliquée sur la peau.
La boîte à outils génétique rend ces bactéries sûres car elles ne contiennent pas de gènes de résistance aux antibiotiques, ne peuvent pas les échanger avec d'autres bactéries et ne peuvent pas produire elles-mêmes les nutriments dont elles ont besoin pour survivre.
Le stress oxydatif, causé par des facteurs tels que les rayons UV et l'inflammation chronique, endommage les cellules et modifie leur structure et leur fonction. Les chercheurs ont créé une souche de C. acnes qui produit plus ou moins d'antioxydants en réponse à différents niveaux de stimuli artificiels en laboratoire. Lorsqu'ils sont appliqués à une culture de kératinocytes, les cellules les plus superficielles de la peau, exposées aux rayons UV, les antioxydants générés par C. acnes ont considérablement réduit le stress oxydatif. Cette réduction était corrélée aux niveaux d'activité du gène conçu, ce qui suggère que l'activité antioxydante des bactéries peut être ajustée en fonction des besoins spécifiques.
À l'avenir, il sera possible de créer des crèmes cosmétiques et thérapeutiques contenant des millions de C. acnes capables de produire des niveaux variables d'antioxydants en réponse à des stimuli naturels tels que les niveaux de stress oxydatif dans la peau. Cela pourrait conduire à des traitements pour des affections telles que la dermatite atopique, le vieillissement prématuré et le cancer.
C. acnes réside dans les follicules pileux, où elle métabolise le sébum, la substance huileuse produite par la peau. Elle forme des populations stables et durables avec des individus génétiquement similaires, avec une interaction minimale avec d'autres espèces bactériennes et un transfert de gènes limité.
Les souches II et III de C. acnes sont associées à une peau saine. En fait, certaines maladies de la peau, telles que la dermatite atopique, présentent une diminution caractéristique de C. acnes sur la peau. De plus, C. acnes peut être facilement transplantée d'un donneur sain à un receveur par le biais d'applications topiques pour améliorer la santé de la peau.
D'autres espèces bactériennes génétiquement modifiées ont montré des résultats prometteurs dans le traitement des maladies métaboliques, des infections et du cancer dans l'intestin et les poumons. Cependant, il existe peu d'études sur les affections cutanées. Les études les plus prometteuses, menées sur des souris, impliquaient Staphylococcus epidermidis pour accélérer la cicatrisation des plaies, comme vaccins contre le cancer et comme répulsifs contre les moustiques. Cependant, S. epidermidis ne réside pas naturellement sur notre peau, son intégration est faible, les populations changent plus fréquemment et elle est plus susceptible d'échanger des gènes avec d'autres bactéries.
Par conséquent, les caractéristiques de C. acnes, combinées à la boîte à outils génétique, en font un candidat sûr et idéal pour une utilisation thérapeutique, comblant un créneau qui a été sous-recherché.