Frédérique Le Roux : comprendre les ennemis des bactéries

Découvrez Frédérique Le Roux, professeure IVADO et professeure titulaire au Département de microbiologie, infectiologie et immunologie de l’Université de Montréal. 

Pour Frédérique Le Roux, la résistance aux antibiotiques est l’une des menaces les plus pressantes pour la médecine moderne. Une rage de dents qui monte au cerveau ou une infection sur une prothèse qui résiste à tous les traitements disponibles : sans alternatives, ces situations communes pourraient devenir aussi meurtrières que le cancer. C’est cet enjeu qui structure l’ensemble de son programme de recherche.

Titulaire de la Chaire d’excellence en recherche du Canada consacrée à l’écologie, à l’évolution et à la virulence des microbes dans la nature, la professeure Le Roux travaille sur les vibrios, des bactéries aquatiques pathogènes pour des animaux comme les huîtres et les crevettes. Certaines espèces peuvent aussi causer de graves maladies chez l’humain.

Ce qui l’intéresse particulièrement, c’est la relation entre ces bactéries et leurs prédateurs naturels : les bactériophages, des virus qui infectent et tuent les bactéries. Dans une huître, cette dynamique n’a pas de fin : les bactériophages font décroître les populations bactériennes, les bactéries développent des mécanismes de résistance, les phages s’adaptent à leur tour, et ainsi de suite. C’est ce que la professeure Le Roux appelle la coévolution par une course aux armements.

Ce que la nature régule seule depuis des millénaires, la professeure Le Roux cherche à le comprendre sur le terrain. Elle observe ce qui se passe dans les eaux côtières, des environnements soumis aux humeurs et aux aléas des saisons.

Son laboratoire a ainsi constitué une collection unique d’isolats environnementaux, bactéries et phages prélevés sur plusieurs années dans les mêmes sites. En 2017, son équipe a effectué des prélèvements dans une ferme ostréicole en Bretagne. Revenue sur place quatre ans plus tard, elle y a retrouvé les mêmes phages et les mêmes bactéries. Un résultat inattendu, qui remet en question l’idée d’une évolution nécessairement rapide et imprévisible des bactériophages dans la nature.

Ces données servent ensuite à comparer les génomes, à l’aide d’outils informatiques, afin d’identifier comment les bactéries et les phages se défendent et s’adaptent l’un face à l’autre.

L’objectif, à terme, est de prédire les phages qui seront efficaces contre les bactéries résistantes, une information déterminante pour le développement de la phagothérapie.

Dans ce travail, les outils algorithmiques et l’IA jouent un rôle croissant : « Notre corps de métier, c’est d’alimenter l’IA », dit-elle, soulignant que chaque nouveau gène de résistance ou de contre-résistance identifié contribue à affiner les systèmes de prédiction.

Son approche s’inscrit dans le cadre « Une seule santé », qui reconnaît l’interdépendance entre la santé humaine, animale et environnementale. Les vibrios pathogènes possèdent des défenses immunitaires et coévoluent avec leurs phages. On retrouve ces mêmes types de mécanismes chez les bactéries qui infectent l’humain.

La chercheuse fait d’ailleurs le parallèle : une huître est infectée efficacement par un vibrio uniquement lorsqu’un herpèsvirus affaiblit son système immunitaire, selon le même principe qu’un patient immunodéprimé qui développe une infection bactérienne opportuniste.

Les vibrios servent ainsi de modèles : plus accessibles sur le plan éthique, plus faciles à manipuler en laboratoire, et pourtant représentatifs de phénomènes biologiques universels.

Titulaire d’un doctorat de l’Université de Lyon, Frédérique Le Roux a traversé plusieurs institutions avant de diriger pendant treize ans une équipe spécialisée en génomique des vibrios à la Station biologique de Roscoff, en France.

C’est la perspective de collaborer avec des spécialistes en génétique moléculaire et en microscopie, notamment au sein du département où enseigne également Yves Brun, titulaire de la Chaire de recherche Canada 150 en biologie de la cellule bactérienne, qui l’a convaincue de s’établir à Montréal en 2023.

Elle s’intéresse également aux effets du réchauffement climatique sur les communautés de vibrios, un phénomène qu’elle prévoit d’étudier dans le contexte canadien, où ces dynamiques restent encore peu documentées.

Une conviction l’accompagne depuis le début : « La nature régule très bien les choses par elle-même. Mon travail, c’est d’essayer de comprendre comment. »