On le voit en cette période de pandémie, les microorganismes responsables d’infections sont un défi perpétuel pour l’humanité. Même si l’Homme a réussi à contrôler bon nombre d’infections humaines, animales et végétales, les pathogènes ont des répercussions dans de nombreuses sphères de nos vies. En quoi la science fondamentale, c’est-à-dire la compréhension des mécanismes qui engendrent la maladie, est-elle essentielle à l’élaboration de nouveaux moyens de lutte efficaces contre les maladies infectieuses?

La réponse des chercheurs en infectiologie consiste souvent à chercher des solutions préventives – comme les vaccins – ou thérapeutiques – comme les antibiotiques ou les solutions de rechange à ceux-ci – en réponse à une maladie : c’est ce qu’on appelle la science appliquée. Pourtant, une part importante de la recherche ne réside pas dans la recherche de solutions, mais dans la compréhension des mécanismes biologiques qui entrent en jeu dans l’infection. On appelle cela la science fondamentale. Cette dernière est primordiale, en amont de la science appliquée, pour imaginer de nouvelles approches dans la lutte contre les pathogènes.

Pour illustrer, prenons les infections à Streptococcus suis, un pathogène porcin responsable de pertes économiques dans les élevages, qui cause des soucis en bien-être animal et qui devient de plus en plus une niche pour la résistance aux antibiotiques. Les porcs malades développent des endocardites, de l’arthrite, des méningites ou sont victimes de mort subite. La science fondamentale a démontré que l’infection par cette bactérie provoque une inflammation exacerbée dans l’organisme de l’animal. Cela signifie que le système immunitaire, qui protège habituellement l’organisme contre les infections, s’emballe et endommage le corps.

Un groupe tactique d’intervention

Il faut imaginer le système immunitaire comme une armée de cellules ayant chacune des rôles particuliers : on y retrouve des sentinelles, des patrouilleuses, des effectrices et bien d’autres. Parmi ces ­cellules, les neutrophiles repèrent rapidement une menace et se mobilisent pour s’en débarrasser : ce sont les ­ennemis des pathogènes. Ils agissent comme un groupe tactique d’intervention et déploient un arsenal de mécanismes très agressifs au contact des pathogènes en étant capables de les avaler, de les détruire, de produire des composés toxiques et de les capturer dans des filets, tout en communiquant avec les autres cellules.

Par contre, loin d’être inoffensif pour les autres cellules qui composent l’organisme, ce comportement des neutrophiles peut causer des « dommages collatéraux ». Ainsi, les neutrophiles doivent être bien contrôlés pour éviter l’exacerbation de l’inflammation. Justement, il existe une molécule, le G-CSF (granulocyte colony-stimulating factor), qui contrôle leur circulation et leur activation. Sa production libère en masse les neutrophiles à travers l’organisme, prêts à l’attaque. Or, dans l’infection à Streptococcus suis, le G-CSF est fortement produit. Cela permet-il de mobiliser les neutrophiles et de détruire efficacement la bactérie ou cela contribue-t-il à exagérer la réponse immunitaire provoquant des dommages à l’hôte? Difficile à dire.

Mais la science fondamentale n’a pas dit son dernier mot, et les études nous permettront bientôt de savoir si le G-CSF est l’allié ou l’ennemi de la défense immunitaire contre le Streptococcus suis. Ensuite, la science appliquée pourra se pencher sur l’utilisation du G-CSF (ou sa ­neutralisation) dans la lutte contre ce pathogène. 

Marêva Bleuzé, Mélanie Lehoux, Marcelo Gottschalk, D.M.V. et Mariela Segura, Centre de recherche en infectiologie porcine et avicole et Groupe de recherche sur les maladies infectieuses en production animale, Faculté de médecine vétérinaire, Université de Montréal