Les bactéries responsables de la parodontite et des réinfections après un traitement de canal résistent souvent bien aux antibiotiques. Des recherches se sont récemment multipliées pour cibler ces bactéries avec des bactériophages (ci-après « phages »), des virus qui n'infectent que des bactéries. Une équipe de l'université La Trobe, en Australie, a montré en laboratoire qu'éliminer par phage une seule espèce au sein d'une communauté bactérienne de la parodontite suffit à faire s'effondrer tout le biofilm, tandis qu'une équipe de l'université de Wuhan, en Chine, a extrait uniquement l'enzyme que le phage utilise pour faire éclater les bactéries, l'a encapsulée dans un nanomatériau, et a traité une infection à l'apex de la racine chez la souris. Ces deux études en sont encore au stade précédant les essais cliniques chez l'humain.
Un virus qui ne tue que des bactéries précises
Un phage est un virus qui n'infecte que des bactéries. Il reconnaît une structure précise à la surface de la bactérie ciblée, s'y fixe, injecte son matériel génétique à l'intérieur, se multiplie dans la bactérie, puis fait éclater la cellule pour se propager à l'extérieur. Les cellules humaines ne possèdent pas cette structure, ce qui empêche le phage de les infecter, et il n'agit dans la plupart des cas sur aucune autre espèce bactérienne que celle qu'il cible.
Cette spécificité est ce qui distingue les phages des antibiotiques. Les antibiotiques tuent d'un coup un large éventail de bactéries, ce qui réduit aussi les bonnes bactéries présentes dans la bouche, et les bactéries qui survivent à ce processus développent facilement une résistance. Avec l'augmentation des bactéries résistantes aux antibiotiques, la phagothérapie retrouve l'attention en dentisterie comme moyen de compléter ou de remplacer les antibiotiques. Le détartrage sous-gingival reste la base du traitement de la parodontite, mais plus la poche parodontale est profonde, plus il devient difficile d'éliminer toutes les bactéries par ce seul moyen, ce qui explique aussi pourquoi les phages sont étudiés comme traitement d'appoint. La capacité à pénétrer jusqu'au cœur du biofilm, une faible toxicité et la capacité à se multiplier d'eux-mêmes dans la bactérie ciblée pour augmenter leur nombre sont considérées comme les atouts de la phagothérapie.
Éliminer une seule espèce a suffi à effondrer tout le biofilm
L'équipe de l'université La Trobe a testé le phage FNU1, qui tue sélectivement Fusobacterium polymorphum, une bactérie qui joue un rôle de clé de voûte en reliant les autres bactéries au sein de la communauté bactérienne de la parodontite. Cette bactérie fait le lien entre les espèces qui s'installent précocement et les bactéries pathogènes qui les rejoignent plus tard.
Les chercheurs ont constitué en boîte de culture un biofilm contenant uniquement cette bactérie, un biofilm auquel deux autres espèces avaient été ajoutées, puis un biofilm mixte de quatre espèces incluant aussi Porphyromonas gingivalis, la principale bactérie responsable de la parodontite. Bien que FNU1 n'ait éliminé que Fusobacterium, la quantité totale de biofilm et la densité bactérienne ont nettement diminué, même dans le biofilm complexe à quatre espèces. Cela signifie que retirer une seule espèce jouant un rôle de clé de voûte, sans tuer toutes les espèces qui composent le biofilm, peut déstabiliser l'ensemble de la communauté bactérienne pathogène.
La même équipe avait auparavant isolé trois phages ciblant une bactérie apparentée, Fusobacterium nucleatum, et montré qu'ils faisaient s'effondrer un biofilm formé conjointement avec P. gingivalis. Cependant, le génome de ces bactéries comporte aussi des systèmes de défense contre les phages, ce qui nécessite des vérifications supplémentaires avant une application directe des phages. Ces deux expériences ont été menées en boîte de culture, et aucun résultat n'a encore été confirmé dans le sillon gingival réel.
Pour l'infection à l'apex de la dent, seule l'enzyme a été encapsulée dans un nanomatériau
La parodontite apicale, dans laquelle des bactéries subsistent autour de l'apex de la racine et provoquent une inflammation même après un traitement de canal, est fréquemment causée par Enterococcus faecalis. Cette bactérie est connue pour se cacher profondément dans le canal radiculaire, étroit et sinueux, où elle résiste bien aux solutions désinfectantes.
Plutôt que d'utiliser un phage vivant, l'équipe de l'université de Wuhan a extrait séparément la lysine, l'enzyme que le phage utilise pour faire éclater la paroi cellulaire bactérienne, et l'a ciblée contre E. faecalis. Ils ont créé un matériau (LysPd138@ZIF-8) en encapsulant cette enzyme dans un réseau organométallique de taille nanométrique appelé ZIF-8, conçu pour la libérer progressivement, puis l'ont testé chez des souris atteintes de parodontite apicale. Les résultats ont montré la disparition d'E. faecalis dans le tissu nerveux et une réduction des zones de résorption osseuse visibles au scanner. L'activité des gènes impliqués dans la formation osseuse a également augmenté, confirmant même la croissance d'un nouvel os. Ce matériau combine donc un effet antibactérien et un effet de régénération osseuse. Ce résultat reste toutefois au stade de l'expérimentation murine, et il n'est pas établi que le même effet se reproduirait tel quel dans un canal radiculaire humain, bien plus fin et ramifié de façon complexe.
Avec l'augmentation des bactéries résistantes aux antibiotiques, deux approches de traitement basées sur les phages, qui ciblent sélectivement des bactéries précises, se développent aussi dans le domaine dentaire : faire s'effondrer une espèce clé du biofilm avec un phage vivant, et transporter uniquement l'enzyme du phage dans un nanomatériau. Les deux approches en sont encore au stade du laboratoire et de l'animal, et il reviendra aux futurs essais cliniques de déterminer si elles produisent le même effet dans la gencive ou le canal radiculaire humain.