Kim Lewis et Slava S. Epstein

Finalistes du Prix de l'inventeur européen 2021

Les antibiotiques médicaux sont dérivés de cellules microbiennes. Cependant, la plupart de ces dernières sont inaccessibles pour les scientifiques. Seulement 1 % de ces cellules sont susceptibles de produire des colonies dans une boîte de Pétri et tous les antibiotiques utilisés dans la médecine moderne sont issus de ce petit groupe. Le recours abusif aux substances existantes a fait apparaître une résistance aux médicaments parmi la population humaine, rendant les traitements inefficaces et exposant les individus à de dangereuses infections. En élargissant la diversité des cellules microbiennes permettant de produire des antibiotiques, les scientifiques seront en mesure de mettre au point de nouveaux médicaments efficaces « nouvelle génération ».

La recherche pionnière en microbiologie de Lewis et Epstein à la Northeastern University (NU) leur a permis de comprendre que les nutriments issus de l'environnement d'origine des bactéries étaient les éléments manquants dans les boîtes de Pétri conventionnelles. Cependant, à l'inverse des colonies de bactéries pures qui se développent dans un laboratoire, celles que l'on trouve dans la nature sont entremêlées. Les chercheurs ont donc dû trouver un moyen de les séparer. Ces travaux ont conduit à la création de l'iChip breveté, abbrégé de l'anglais « isolation chip » : un dispositif de la taille d'un pouce, qui capture des cellules microbiennes individuelles et les alimente en les exposant à un terrain riche en nutriments au moyen d'une membrane semi-perméable en polycarbonate.

De nouveaux horizons pour la conception de médicaments

En 2002, Epstein et Lewis ont constaté que, dans leur nouveau dispositif, la croissance bactérienne était 300 fois supérieure à celle observée dans une boîte de Pétri conventionnelle. Cette réussite leur a permis de fonder NovoBiotic Pharmaceuticals, une entreprise privée qui commercialise leur invention depuis 2010. Depuis son lancement, l'iChip aide les chercheurs à développer des candidats potentiels pour de nouveaux antibiotiques, notamment la teixobactine, la première catégorie d'antibiotiques découverte depuis plusieurs décennies.

Lewis et Epstein ont tous deux grandi en ex-URSS. Né à New York, Lewis a quitté les États-Unis avec sa mère pour se rendre en Russie, où il a étudié la biologie et obtenu un doctorat de biochimie de l'université de Moscou en 1980. Professeur de biologie distingué, fondateur et directeur de l'Antimicrobial Discovery Center de NU, Lewis est membre de la Société américaine de microbiologie et de l'Association américaine pour l'avancement des sciences (AAAS). Après avoir émigré aux États-Unis, Epstein a rejoint l'University of Wisconsin en 1991 en qualité de scientifique assistant, avant de devenir enseignant et plus tard scientifique principal et professeur au sein de NU. C'est à NU que Lewis et Epstein ont entamé leurs travaux collaboratifs révolutionnaires sur la microbiologie.