La tuberculose
Près de 100 ans après la découverte du BCG par Albert Calmette et Camille Guérin à l’Institut Pasteur de Lille, des chercheurs à l’Institut Pasteur de Lille (INSERM, CNRS, Université de Lille) ont procédé, en mars 2018, à l’ouverture des tubes contenant les souches originelles du BCG (Bacille Bilié de Calmette et Guérin) pour en séquencer le génome. Ces travaux réalisés pour la première fois de l’histoire serviront à enrichir les connaissances pour développer des traitements plus efficaces contre la tuberculose.
Les souches originelles du BCG, conservées au musée de l’Institut Pasteur de Lille, correspondent à différentes étapes de cultures ayant mené au développement du vaccin antituberculeux à partir d’une souche bovine virulente de départ en 1921. Elles représentent donc une opportunité unique pour identifier les mutations qui ont amené aux premières étapes d’atténuation de la bactérie et qui ont entrainé la diminution de sa virulence, tout en conférant un pouvoir immunisant vis-à-vis de la maladie.

Qu’est-ce que la tuberculose ?
Quels sont les symptômes de la tuberculose ?
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- Toux persistante : La toux qui dure plus de trois semaines est l’un des symptômes les plus courants. Elle peut être sèche ou productive (avec expectorations).
- Expectorations avec du sang : Dans certains cas, les expectorations peuvent contenir du sang (hémoptysie).
- Douleur thoracique : Une douleur dans la poitrine peut survenir, surtout lors de la respiration ou de la toux.
- Fatigue : Une sensation de fatigue ou de faiblesse générale est fréquente.
- Perte de poids : Une perte de poids non expliquée et non intentionnelle est courante.
- Fièvre : Une fièvre légère mais persistante peut être présente.
- Transpiration nocturne : Les sueurs nocturnes abondantes sont un autre symptôme typique.
- Perte d’appétit : Un manque d’appétit peut également être un symptôme de la tuberculose
Alors que l’infection peut demeurer silencieuse, sans manifestations cliniques, durant toute la vie chez la grande majorité des personnes, elle progressera vers la maladie chez 5 à 10 % des personnes porteuses. Cette évolution symptomatique est favorisée par l’affaiblissement ou certaines déficiences des défenses immunitaires. Ces conditions peuvent être rencontrées chez des personnes malnutries, souffrant du SIDA ou de diabète, ou sous traitement immunosuppresseur, par exemple pour lutter contre les rejets de greffes ou contre des affections inflammatoires chroniques telles que la maladie de Crohn ou la sclérose en plaque.
Quelles sont les causes de la tuberculose ?
Elle peut également se transmettre pour les raisons suivantes :
- Système immunitaire affaibli
- Conditions de vie et environnement
- Malnutrition
- Facteurs socio-économiques
- Âge
- Voyages et migration
- Usage de substances
- Co-infections
Quels sont les traitements contre la tuberculose ?
De ce fait, la recherche et le développement de nouveaux traitements plus courts et bien tolérés, et de nouveaux diagnostics rapides capables d’identifier extensivement les sensibilités ou les résistances aux antituberculeux afin d’en assurer l’efficacité, sont des priorités mondiales. Les efforts internationaux portent aussi sur l’élaboration d’un vaccin plus efficace que le BCG. Ce dernier, mis au point par Albert Calmette et Camille Guérin à l’Institut Pasteur de Lille en 1921, demeure encore aujourd’hui le seul vaccin disponible contre la maladie. Il prévient efficacement les formes extra-pulmonaires chez les enfants, et est encore largement utilisé de par le monde. Cependant, il confère une protection insuffisante contre les formes pulmonaires, contagieuses, de la tuberculose.
Les travaux de recherche à l’Institut Pasteur de Lille
- le développement de molécules antibio-thérapeutiques innovantes,
- le développement de diagnostics moléculaires de nouvelle génération, et
- le développement d’approches vaccinales prometteuses.
Elles cherchent également à identifier les facteurs impliqués dans l’émergence et le succès évolutif inégalé du pathogène. Certains travaux ont déjà débouché sur une stratégie inédite de traitement, en cours d’essai clinique, ainsi que sur la mise au point de l’outil de détection rapide d’antibiorésistance le plus complet à ce jour, approuvé par l’Organisation Mondiale de la Santé en 2023. La conjonction de ces axes de recherches fondamentales et finalisées au sein d’un même institut est sans équivalent en Europe.
Développement de traitements anti-tuberculeux innovants
L’équipe du Dr Ruben Hartkoorn du Centre d’Infection et d’Immunité de Lille (CIIL) en collaboration étroite avec celle du Pr Nicolas Willand et du Dr Baptiste Villemagne (Inserm U1177, Drug Discovery Center) ont entrepris, de proposer de nouvelles alternatives thérapeutiques. Leur stratégie a démarré par le criblage phénotypique à grande échelle, d’une banque de molécules originales et conçues pour mimer les molécules naturelles. La sélection de touches, suivie de l’optimisation d’une famille chimique appelée TriSLa a permis d’identifier de puissants composés antituberculeux efficaces contre les souches résistantes. Cette famille de molécules cible une enzyme bactérienne impliquée dans la chaine respiratoire et encore peu étudiée et non présente chez l’homme. En collaboration avec l’équipe du Dr Laurent Kremer (UMR 9004 Université de Montpellier), l’efficacité de cette nouvelle famille d’antibiotiques a été démontrée dans un modèle préclinique de tuberculose utilisant des poissons zèbre infectés. Ces résultats publiés dans la revue Journal of Medicinal Chemistry en 2022 ouvrent des perspectives prometteuses dans le développement d’une nouvelle thérapie optimisée pour le traitement de la tuberculose, notamment des formes résistantes.
Développement de diagnostics moléculaires de nouvelle génération
Cette approche a été ensuite complétée par le séquençage du génome entier (WGS) pour identifier les mécanismes d’adaptation évolutive et de diffusion du bacille, y compris sous forme antibiorésistante. Les chercheurs ont ainsi pu identifier plusieurs branches évolutives ancestrales du pathogène, aux propriétés biologiques exceptionnelles en Afrique de l’Est. L’étude de souches obtenues par évolution spontanée ou expérimentale a mené à l’identification de mécanismes génétiques ayant accru la virulence et la persistance infectieuse au cours de l’évolution du bacille, représentant de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles. Les chercheurs ont aussi pu retracer l’origine et les facteurs impliqués dans la propagation de clones épidémiques multi-résistants majeurs en Eurasie et en Afrique australe, dont certains échappent aux diagnostics standards approuvés par l’OMS.
Afin de répondre à ce problème, un nouveau test de diagnostic rapide, appelé Deeplex®-MycTB a été développé par Genoscreen avec la collaboration du Dr Supply, à partir de données de séquençage de plus de 30,000 génomes de souches de M. tuberculosis. Basé sur le séquençage de nouvelle génération, ce test permet de prédire la résistance à 15 antituberculeux simultanément, directement à partir d’échantillon clinique sans culture. Deux larges essais de diagnostic clinique, conduits avec des centres en Afrique, en Eurasie et en Inde avec les kits produits par Genoscreen, ont révélé des résultats dépassant les cibles de performances préétablies par l’OMS, pour l’ensemble des antibiotiques évalués. Ces performances inégalées par d’autres tests ont conduit à l’approbation de ce diagnostic par l’OMS en 2023, puis à son intégration dans les lignes directrices internationales de l’organisation en 2024. Ce kit est déjà utilisé dans plus de 30 pays.
Un autre test a été développé par GenoScreen avec le concours du chercheur pour l’identification et la détection sans culture d’antibiorésistance de Mycobacterium leprae, incultivable en milieu synthétique, et encore à l’origine de plusieurs centaines de milliers de cas de lèpre chaque année à travers le monde.
Outre la collaboration industrielle avec GenoScreen, ces travaux impliquent de multiples collaborations avec des équipes et organisations nationales (Institut Pasteur de Paris, IPBS à Toulouse) et internationales, dont l’OMS, le consortium CRyPTIC mené par l’Université d’Oxford, la Fondation for Innovative New Diagnostics (Genève), et le centre de recherche de Borstel (Allemagne). Ces résultats ont fait l’objet de 20 publications dans les revues des séries Nature, Lancet ou le New England Journal of Medicine sur la dernière décennie.
Mise au point d’un nouvel outil d’immunodétection d’infection silencieuse
Le groupe de recherche dirigé par la Dr Nathalie Mielcarek du Centre d’Infection et d’Immunité de Lille se concentre sur la caractérisation de l’antigène HBHA de Mycobacterium tuberculosis. Cette adhésine, découverte par le groupe, est une protéine méthylée associée à la surface et est impliquée dans la dissémination extra-pulmonaire. Le groupe du Dr Locht, en collaboration avec le groupe de F. Mascart à l’Université Libre de Bruxelles en Belgique, a établi sa valeur pour le diagnostic de l’infection latente à M. tuberculosis. Le développement de ce nouvel outil diagnostic se poursuit actuellement avec un partenaire avec Sciensano, l’Institut de Santé Publique en Belgique, faisant également partie du réseau international des Instituts Pasteur.
Recherche de nouvelles approches vaccinales
Le groupe du Dr Camille Locht travaille à la mise au point d’un vaccin de rappel qui permettrait de prolonger l’efficacité de la primo-vaccination avec le BCG. En effet, le BCG protège efficacement les jeunes enfants contre la tuberculose disséminée mais son efficacité est réduite pour protéger les adultes contre la tuberculose pulmonaire. Les chercheurs travaillent sur le développement d’un vaccin basé sur une plateforme biotechnologique originale, issue d’une souche génétiquement atténuée du germe de la coqueluche et initialement développée comme nouveau vaccin nasal contre cette dernière maladie. Dans le cadre d’une vaste collaboration internationale académique et privée, les chercheurs montrent dans un essai clinique de phase 2, l’efficacité et la sûreté chez l’adulte de ce nouveau vaccin contre la coqueluche. Ce travail, publié dans la prestigieuse revue The Lancet, représente une avancée majeure dans le domaine.
Les équipes de recherche
Equipe « « Recherche sur les Mycobactéries et les Bordetelles »
Centre d’Infection et d’Immunité de Lille
INSERM U1019 – CNRS UMR9017-Université de Lille -CHU Lille-Institut Pasteur de Lille
Dr Ruben Hartkoorn
Equipe « « Biologie Chimique des Antibiotiques»
Centre d’Infection et d’Immunité de Lille
INSERM U1019 – CNRS UMR9017-Université de Lille -CHU Lille-Institut Pasteur de Lille
Dr Arnaud Machelart et Priscille Brodin
Equipe « « Chémogénomique des mycobactéries intracellulaires »
Centre d’Infection et d’Immunité de Lille
INSERM U1019 – CNRS UMR9017-Université de Lille -CHU Lille-Institut Pasteur de Lille
Equipe M2SV – Médicaments et Molécules pour agir sur les systèmes vivants
INSERM U1177 – Université de Lille -CHU Lille-Institut Pasteur de Lille
« L’Alpibectir, aujourd’hui en test en Afrique du Sud, est soutenu par les laboratoires Bioversys AG et GSK. Il porte tous les espoirs des nombreux chercheurs qui ont contribué à son développement, et des innombrables patients atteints de tuberculose résistante qui attendent de nouvelles options thérapeutiques » poursuit Nicolas Willand.