Marie-Laurence Lemay : Dompteuse de phages

Written By Sara Rosso

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Marie-Laurence Lemay travaille à améliorer notre compréhension des phages, des virus qui s’attaquent aux bactéries, qu’elles soient bonnes ou mauvaises.

Blanc, jaune ou orange, peu importe – les Canadiens adorent le fromage cheddar! Année après année, ils engloutissent en moyenne plus de trois kilos de ce fromage à pâte dure venu d’Angleterre. Cependant, comme beaucoup d’autres produits laitiers fermentés, le fromage cheddar n’existerait pas sans le précieux coup de pouce de Lactococcus lactis. C’est grâce à cette bactérie que le lait coagule et devient caillé, première étape nécessaire pour obtenir une friandise fromagère que l’on insère de préférence entre deux tranches de pain grillé. Bien sûr, l’industrie laitière prend toutes les précautions possibles pour faciliter la vie de Lactococcus lactis.

Quoi qu’il en soit, des invités surprises arrivent parfois pour embêter ce fabricant de fromage cheddar. Leur nom : les phages virulents des lactocoques appartenant au groupe sk1. En d’autres termes, des virus qui attaquent les bactéries. Une en particulier a retenu l’attention de Marie-Laurence Lemay lors de son doctorat en microbiologie à l’Université Laval : p2. « Il s’avère aussi être un phage modèle sur lequel nous avions auparavant beaucoup d’informations », se souvient celui qui est aujourd’hui chercheur postdoctoral dans le laboratoire Yves Brun, rattaché au Département de microbiologie, infectiologie et immunologie de l’Université. de Montréal.

Dans ce projet de recherche, il a utilisé l’outil CRISPR-Cas9 pour étudier les gènes p2 qui « ordonnent » la production de protéines impliquées dans l’infection à Lactococcus lactis. « C’est alors, en 2014, que nous commencions tout juste à parler de ce fameux outil d’édition de gènes. Ma mission était de transférer ce système d’une bactérie à une autre qui ne l’avait pas, dans l’espoir de rendre p2 inopérant», raconte celui qui a obtenu, fin 2021, une bourse d’excellence en recherche dans le cadre de l’Oréal -Programme de l’UNESCO pour les femmes et la science. Ce prix soutient de jeunes scientifiques canadiens sélectionnés par un comité d’experts à un moment crucial de leur carrière.

Il a fallu finalement un an et demi avant que Marie-Laurence Lemay réalise ce tour de force. « Cela n’avait jamais été fait auparavant. Une chance que j’aie la tête de cochon, car l’incertitude sur la faisabilité de ce transfert était grande », raconte-t-il. Dans la foulée, il a rédigé un long protocole d’une vingtaine de pages, publié en 2018. dans Bio-protocole, une revue académique accessible gratuitement. C’est essentiel, explique le principal intervenant. « A quoi sert de développer un tel outil si personne ne peut l’utiliser ? Aujourd’hui encore, c’est un de mes articles qui me fait le plus fier. »

Marie-Laurence Lemay s’intéresse actuellement aux « bons » phages, qui pourraient être une alternative aux antibiotiques. Ces médicaments sont utilisés pour prévenir et traiter les infections bactériennes. Cependant, les bactéries ont la fâcheuse tendance à évoluer avec le temps, les amenant à développer des résistances à ces molécules. Les conséquences sont nombreuses : augmentation des coûts médicaux, allongement des séjours hospitaliers, voire augmentation de la mortalité. L’Organisation mondiale de la santé considère la résistance aux antibiotiques comme un problème de santé publique comparable à celui d’une pandémie.

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Par conséquent, les phages pourraient être utilisés comme rappel, car ils sont capables de tuer les bactéries nocives pour la santé. Nous n’avons pas encore compris comment les bactéries attaquent, infectent et tuent, ce que le chercheur s’efforce de faire. « Cette fois, je m’intéresse à un autre phage appelé phi CbK, qui infecte la bactérie Caulobacter crescentus [qui n’affecte pas l’homme] et a la particularité d’avoir un gros bagage génétique, ce qui en fait un modèle intéressant. Pour ce faire, j’utilise des outils comme la microscopie à fluorescence », précise Marie-Laurence Lemay. À terme, les résultats de ces travaux pourraient se traduire par des bactéries qui causent des infections chez l’homme, comme Staphylococcus aureus et Escherichia coli.

En tout cas, elle a ce qu’il faut pour remplir cette autre mission complexe, dont une année d’expérience à la tête du Laboratoire de recherche et développement d’Agropur. C’est cette parenthèse industrielle qui confirme son désir d’entreprendre définitivement une carrière universitaire. « Marie-Laurence est une leader née », affirme Sylvain Moineau, professeur au Département de biochimie, microbiologie et bioinformatique de l’Université Laval, qui a supervisé ses études supérieures. L’École de médecine dentaire est même allée jusqu’à créer un Prix du leadership pour le lui remettre! « Une anecdote qui mérite d’être soulignée.

Les questions de Rémi Quirion, scientifique en chef du Québec

Les questions de Rémi Quirion, scientifique en chef du Québec

RQ : Quel voyage ! Qui a été votre mentor durant votre parcours dans le monde de la recherche ?

MLL : J’en ai eu plusieurs, mais si je dois n’en nommer qu’un, ce sera Sylvain Moineau, qui a sans doute été l’un des plus importants durant mon parcours. J’ai fait ma maîtrise et mon doctorat dans son laboratoire. Sylvain est Officier de l’Ordre du Canada, en plus d’être l’un des chercheurs les plus influents au monde dans le domaine des phages. A voir aussi : Batteries lithium-ion qui durent plus longtemps à des températures extrêmement basses. Malgré tous les honneurs qu’il a reçus, il reste simple, modeste, réfléchi. C’est un leader modèle. Cela m’a donné la liberté et la confiance dont j’avais besoin pour m’épanouir en tant que jeune scientifique.

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RQ : Dans quels autres secteurs industriels les phages pourraient-ils être utilisés ?

MLL : Dans tous les endroits où il y a des bactéries. Ils ont un potentiel économique et environnemental important pour les industries agroalimentaire, pharmaceutique, biotechnologique et des ressources naturelles.

RQ : De votre point de vue, quelles sont les différences entre l’univers académique et celui de la recherche dans le secteur privé ?

MLL : D’après mon expérience, il y a plus de place pour la recherche fondamentale dans le milieu universitaire, tandis que la recherche appliquée est prioritaire dans le secteur privé. Une autre différence importante est qu’il existe beaucoup plus d’opportunités d’emploi dans le secteur privé. Cela dit, que ce soit dans les universités ou dans l’industrie, tous les scientifiques ont les mêmes objectifs, à savoir apprendre et créer de nouvelles connaissances.

RQ : Quel est l’impact économique de cette recherche pour le secteur de la santé ?

MLL : C’est énorme pour le secteur de la santé, bien que difficile à évaluer. Par exemple, l’industrie de la biotechnologie, qui vaut des milliards de dollars, n’aurait pas existé sans l’étude des interactions phages-bactéries. La découverte des systèmes de restriction-modification dans les années 1950, la purification des enzymes de restriction près de deux décennies plus tard et la caractérisation des systèmes CRISPR-Cas dans les années 2000 ont été rendues possibles en étudiant la réponse bactérienne à l’infection par les phages. Aujourd’hui, ces technologies sont essentielles dans la recherche et pour certaines applications en santé.

* Le Scientifique en chef du Québec conseille le gouvernement sur la science et la recherche et dirige les Fonds de recherche.

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