Description du projet
Utiliser l’ennemi naturel des bactéries pour éliminer les biofilms résistants aux antibiotiques
Staphylococcus aureus est une bactérie commune que de nombreuses personnes transportent involontairement sur leur peau et leurs muqueuses. Elle ne provoque normalement pas d’infection sur une peau saine, mais les infections invasives et les maladies qui en découlent, en particulier dans les établissements de santé, peuvent être graves, voire mortelles. Lors de l’infection, la bactérie crée un biofilm qui nécessite un traitement antibiotique à forte dose auquel l’agent pathogène est devenu largement résistant. La phagothérapie, qui consiste à utiliser des virus bactériens pour traiter les infections bactériennes, représente une option prometteuse, mais elle nécessite une meilleure compréhension des mécanismes sous‑jacents. Le projet BioPhage, financé par l’UE, analysera la propagation des phages dans un biofilm, l’immunité de groupe contre l’infection par les phages et la réplication des phages dans les cellules dans des conditions biologiquement et cliniquement pertinentes.
Objectif
In 2017, the World Health Organization declared Staphylococcus aureus to be an antibiotic-resistant pathogen for which new therapeutics are urgently needed. Upon infection, S. aureus forms biofilms that can only be treated by the long-term application of several antibiotics in high doses or the surgical removal of the infected tissues. An alternative approach, phage therapy, has not been approved for clinical use, because the effects of phage infection on a biofilm are not sufficiently characterized. We propose to study the dynamics of the propagation of Herelleviridae phage phi812 in a S. aureus biofilm and molecular details of phi812 replication in a cell. We integrated a microfluidic system into a light-sheet microscope to enable continuous multi-day observation of the phage infection of a biofilm. We will determine how sub-populations of metabolically dormant or phage-resistant cells in a biofilm provide herd immunity against phi812 infection. Our system enables the fixation of biofilm segments for subsequent correlative imaging by serial block-face scanning electron microscopy to identify the interactions of phages with bacterial cells. We will use focused ion beam milling together with cryo-electron microscopy and tomography to determine high-resolution structures of previously uncharacterized phi812 replication and assembly intermediates in S. aureus cells. We will study the function of bacterial membranes and macromolecular complexes in the initiation and completion of phage genome delivery, the assembly of phage portal complexes and heads, and the mechanisms of genome packaging and head-tail attachment. This proposal’s biological significance lies in its focus on the as-yet uncharacterized interactions of phages and bacteria under biologically and clinically relevant conditions. Our analyses of phage spread in a biofilm, herd immunity against phage infection, and phage replication in cells may identify approaches for making phage therapy more effective.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. La classification de ce projet a été validée par l’équipe qui en a la charge.
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- sciences naturellessciences biologiquesbiologie moléculaire
Mots‑clés
- Virus
- phage
- bacterium
- infection
- biofilm
- biofilm matrix
- therapy
- lightsheet
- fluorescence
- microscopy
- fluorescent protein
- CRICPR
- Cas
- genetic modification
- recombinant
- time-lapse
- imaging
- development
- antibiotic resistance
- herd immunity
- serial-block face microscopy
- correlative imaging
- cryo-electron microscopy
- tomography
- single particle reconstruction
- focused ion beam milling
- in situ
- genome ejection
- replication
- head assembly
- replication factories
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2021-COG
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
601 77 Brno
Tchéquie