Légionellose et bioélectronique



Un épidémie bientôt jugulée, une maladie maîtrisable, de nouvelles thérapies pour les pathologies émergente. L’étude des mécanismes de la pathogénicité de la bactérie Legionella, responsable de la légionellose, maladie respiratoire récente, débouche sur un traitement préventif durable basé sur le contrôle du redox environnemental. C’est aussi une remise en question du paradigme scientifique du “ Tout Génétique “, qui structure la biologie du XX ème siècle.

La Legionella est une bactérie incomplète ubiquiste, détectable grâce par des techniques récentes de marquage par fluorescence. Cette approche a révélé que des bactéries connues du milieu ambiant - Vibrio, Pseudomonas, Salmonella, Shiguella, etc. - peuvent rester indétectables par les tests classiques. Ces formes bactériennes viables réagissent à cette coloration sans être cultivables ( en anglais, Viable But Non Cultivable = VBNC). Mais elles restent capables de se développer rapidement dans les biofilms qui se forment sur toute surface humide, dans toutes les canalisations et à l’intérieur même des organismes ( biofilm dentaire, complication de l’usage de sondes médicales,..).

Ce sont des écosystèmes responsables de complications médicales nosocomiales graves. Au sein du biofilm, les bactéries se transforment progressivement. A partir d’un même génome, il apparaît des phénotypes variés, des cellules aux propriétés différentes. Un germe banal peut engendrer un phénotype virulent et antibiorésistant sans même avoir rencontré d’antibiotique. Une connaissance approfondie des gènes ne suffit plus à expliquer les métabolismes bactériens, ni les dérives pathogéniques émergeantes.

Le concept de potentiel d’oxydoréduction = le Redox


En réexaminant les conditions de l’environnement qui favorisent la multiplication de Legionella, (présence de protozoaires) et l’apparition de phénotypes pathogènes, il apparaît que les propriétés électriques de la matière et le potentiel d’oxydoréduction qui leur est lié, y jouent un rôle clef, masqué et sous évalué. Les propriétés électriques de la matière organique et vivante sont utilisées en analyse biochimique électrophorèse et en diagnostic médical (électrocardiogramme, encéphalogramme, scanners, résonance magnétique, etc.).

Elles sont encore peu utilisées en thérapeutique ( stimulation de la calcification, ionocinèse,..). Le concept de potentiel redox est lié à l’électronégativité de la matière. C’est l’énergie qui permet la fabrication de piles électriques depuis plus de 150 ans. En biologie, la circulation des charges électriques a été étudiée en photosynthèse et dans la respiration cellulaire.

En biochimie, l’intérêt pour le potentiel redox cellulaire s’élargit rapidement : c’est un paramètre qui favorise l’évolution de certaines pathologies (diabète, cancers,..).


le REDOX, outil intégrateur de la chimie de la vie, pour une nouvelle grille de lecture


L’approche théorique et le vocabulaire relatifs à l’oxydation et à la réduction, chimique et biochimique, vont souvent à l’encontre du certain “bon sens “ scientifique - si cette expression peut avoir un sens ! Le suivi de ce paramètre se heurte à des réelles difficultés théoriques et techniques.

Le potentiel redox mesure une pression en électrons, c’est à dire l’importance de charges négatives. En physique, il est utilisé comme une valeur relative d’un état à un autre, oxydé ou réduit. Un redox élevé indique un niveau d’énergie oxydante, c’est à dire une moindre densité d’électrons et vice versa. En biologie, mesurer un potentiel de 450 mV d’une eau de mer de haute qualité enregistre un paramètre d’état d’une qualité d’énergie disponible sans en préciser ni la quantité, ni les cinétiques qui sont liées à d’autres paramètres.

Un autre concept apparemment contradictoire est que la pression locale en oxygène est “ relativement “ indépendante de la pression oxydante. Dans un aquarium au soleil, des bulles indiquent une sursaturation et une pression élevée en oxygène. Mais on peut y mesurer simultanément une baisse du redox et une activité moindre des occupants. Le potentiel d’oxydoréduction évolue de manière indépendante du taux d’oxygène car les cinétiques de réaction sont très différentes.

Au niveau de la cellule, l’oxygène moléculaire est biologiquement neutre. Une sonde redox est un outil qui se dérègle facilement par simple contact avec des liquides organiques : d’infimes résidus faussent la mesure. Il est plus facile d’enregistrer des mesures fiables en eau de mer qu’en eau douce moins conductrice de charges électriques. En écologie, échantillonner est délicat car cela rompt une certaine continuité électrique : sortir un échantillon d’un bassin au soleil stimule la photosynthèse et entraîne une chute rapide de potentiel. De plus, une sonde redox vieillit mal et dérive en quelques mois, selon l’usage, même stockée dans de bonnes conditions.

Tout cela a contribué en décourager plus d’un ! Quand on a une idée claire des processus biochimiques en jeu, qualitatifs et quantitatifs, la connaissance du redox est un intégrateur des phénomènes en cours, du niveau moléculaire et cellulaire aux équilibres écologiques complexes d’un aquarium ou d’une lagune. Elle permet une nouvelle grille de lecture de toute biologie.

Les tests de bactériologie, classiques et récents, font appel à des réactions d’oxydoréduction. Les colorants indicateurs de redox et de pH et les tests de fluorescence en sont des exemples simples car directs. Tout se passe comme si la cellule végétale ou animale fonctionnait comme une sonde redox, sensible à des variations de l’environnement perçues comme autant de fluctuations subtiles et différentes de charges électriques de telles molécules et de tels ions.

Cet article est extrait du numéro 35

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