Les phages au service de la symbiose entre bactéries et son hôte

Des virus intégrés au génome des bactéries

Les bactéries vivant dans notre intestin ne sont pas de simples passagères. Elles interagissent en permanence avec leur hôte et peuvent produire des molécules qui influencent son développement et sa physiologie. Mais une question reste largement ouverte : comment ces molécules produites par les bactéries atteignent-elles les cellules de l’hôte ?

Les prophages apportent une piste inattendue. Il s’agit de génomes de bactériophages, des virus qui infectent les bactéries, intégrés dans le chromosome bactérien. Dans certaines conditions, un prophage peut être activé et déclencher la production de nouvelles particules virales. Ce processus conduit à la lyse de la bactérie, c’est-à-dire sa destruction par rupture de son enveloppe, libérant ainsi les particules virales et différents composants bactériens.

Dans un article publié dans la revue Cell Reports, les scientifiques se sont intéressés à Lactiplantibacillus plantarum, une bactérie qui favorise la croissance des larves de la mouche Drosophila melanogaster lorsque leur alimentation est pauvre en protéines. L’analyse de son génome a révélé plusieurs prophages. Parmi eux, celui nommé pp2 est capable, lorsqu’il est activé, de produire des phages infectieux et de déclencher la lyse de la bactérie. 

Cette activité est particulièrement sensible aux conditions de stress et repose sur le système de lyse du prophage. Lorsque les scientifiques suppriment ce système, la bactérie perd son effet bénéfique sur la croissance des larves. La lyse bactérienne apparaît ainsi comme une étape importante de la symbiose entre la bactérie et son hôte.

L’intestin participe à l’activation des prophages

Qu’est-ce qui déclenche cette activité dans l’intestin ? Pour le comprendre, les scientifiques ont utilisé les outils génétiques disponibles chez la drosophile. Ils ont ainsi mis en évidence le rôle d’une région spécialisée de l’intestin moyen, appelée région des « cellules à cuivre » (copper cells), qui se distingue notamment par son acidité.
Chez les larves dépourvues de cette région, la production de phages est fortement réduite. Cette diminution s’observe même lorsque la quantité totale de bactéries est maintenue à un niveau comparable à celle des animaux témoins. Elle ne s’explique donc pas simplement par une moindre abondance bactérienne : la physiologie locale de l’intestin influence directement l’activité des prophages. Ces résultats suggèrent que les conditions rencontrées par les bactéries dans l’intestin contribuent à déclencher leur lyse et, par conséquent, la libération de composants susceptibles d’agir sur l’hôte.

Des composants bactériens rendus disponibles pour l’hôte

Après l’activation du prophage, les scientifiques récupèrent également davantage de vésicules extracellulaires bactériennes. Ces petites structures délimitées par une membrane contiennent notamment des acides lipotéichoïques, des molécules de l’enveloppe bactérienne dont le rôle dans l’effet bénéfique de la bactérie sur la croissance de la mouche avait déjà été identifié.

Les résultats établissent ainsi un lien entre l’activation du prophage, la lyse bactérienne et la disponibilité à l’extérieur de la bactérie de molécules impliquées dans la symbiose. Ils suggèrent que la destruction d’une partie des bactéries contribue à rendre accessibles des composants qui favorisent la croissance de l’hôte.

Ces travaux élargissent la vision du rôle des prophages. Au-delà de leur caractère parasite ou de leur participation à la compétition entre bactéries, ils peuvent relier les conditions de l’environnement bactérien aux interactions avec l’hôte. Chez Lactiplantibacillus plantarum, la physiologie de l’intestin semble ainsi participer au contrôle de la lyse bactérienne et, par conséquent, à l’efficacité de la symbiose.

Figure : Lactiplantibacillus plantarum évolue dans la lumière intestinale de Drosophila, sans contact direct avec les cellules de l’hôte. Au cours de son passage dans l’intestin, la bactérie est exposée à différents stress physiologiques pouvant activer ses prophages. Cette activation déclenche la lyse d’une partie des bactéries et favorise la libération de vésicules extracellulaires contenant des signaux bactériens, tels que les acides lipotéichoïques. Ces vésicules peuvent atteindre les cellules intestinales et transmettre ces signaux, contribuant ainsi aux effets physiologiques bénéfiques de la bactérie sur l’hôte.

En savoir plus : Zhu C, Manuse S, Perrier Q, Venkatasubramaniyan S, Akherraz H, Lodej N, Ramos CI, Zhang M, Grangeasse C, Razim A, Leulier F, Matos RC. Host-triggered prophage induction drives Lactiplantibacillus plantarum symbiosis through bacterial lysis. 
Cell Reports, 8 octobre 2026, DOI : 10.1016/j.celrep.2026.118110.