L'antibiotique naturel dépouille les bactéries de leurs défenses
Une nouvelle recherche révèle qu'un antibiotique dérivé d'insectes peut détruire la membrane protectrice de certaines des bactéries pharmacorésistantes les plus répandues. Cela pourrait ouvrir la voie à une nouvelle classe d'antibiotiques qui pourrait aider à lutter contre la crise actuelle de résistance aux médicaments.
Aux États-Unis, la résistance aux antibiotiques cause plus de 2 millions de maladies et 23 000 décès chaque année.
L'Organisation mondiale de la santé (OMS) a enquêté sur un demi-million de personnes et a constaté que les cinq bactéries résistantes aux médicaments les plus courantes sont:
- Escherichia coli
- Klebsiella pneumoniae
- Staphylococcus aureus
- Streptococcus pneumoniae
- Salmonella
À l'exception de S. pneumoniae et S. aureus, toutes les bactéries ci-dessus sont des bactéries Gram-négatives. Le nom vient de Hans Christian Gram, un médecin qui a développé le test de Gram. Il s'agit d'un test de coloration chimique qui divise les bactéries en Gram positif et Gram négatif.
Trouver de nouveaux moyens de détruire les bactéries à Gram négatif est un défi majeur, avec des implications importantes pour la crise de santé publique croissante qu'est la résistance aux antimicrobiens.
De nouvelles recherches ont peut-être trouvé un moyen de pénétrer les défenses de ces bactéries. Des scientifiques de l'Université de Zurich (UZH) en Suisse ont découvert que la thanatine, un antibiotique naturel produit par un insecte appelé punaise du soldat à épines, peut attaquer les membranes externes des bactéries Gram-négatives.
John A. Robinson, du département de chimie de l'UZH, est le correspondant et le dernier auteur du nouvel article, qui a été récemment publié dans la revue Progrès scientifiques.
Arrêter les mécanismes d’autodéfense des bactéries
Robinson explique la motivation de la récente étude en déclarant: «Malgré les efforts considérables des chercheurs universitaires et des sociétés pharmaceutiques, il s'est avéré très difficile d'identifier de nouvelles cibles bactériennes efficaces pour la découverte d'antibiotiques.»
«L'un des défis majeurs consiste à identifier de nouveaux mécanismes d'action antibiotique contre les bactéries Gram-négatives dangereuses.»
Comme Robinson et ses collègues l'expliquent dans leur article, une membrane externe asymétrique protège les bactéries à Gram négatif. Cette double couche est constituée de molécules de lipopolysaccharides (LPS) à l'extérieur et de glycérophospholipides membranaires dans la couche interne.
Les chercheurs ont utilisé un modèle de E. coli et des études de liaison in vitro pour tester si l'antibiotique thanatine peut se lier à certaines protéines appelées «protéines Lpt», qui créent un pont entre la membrane interne et la membrane externe de la double couche qui protège les bactéries à Gram négatif.
Ce pont est ensuite utilisé pour transporter les molécules de LPS vers la face externe de la membrane, créant une barrière défensive.
Les analyses de laboratoire ont montré que la thanatine bloque les interactions entre les protéines nécessaires pour former le pont. Cela signifie que les molécules de LPS ne peuvent pas atteindre leur destination, empêchant toute la membrane extérieure asymétrique protectrice de se former. Sans ses défenses, la bactérie succombe à l'antibiotique.
«Ces résultats», affirment les auteurs, «mettent en évidence un nouveau paradigme pour une action antibiotique, ciblant un réseau dynamique d'interactions protéine-protéine nécessaire à l'assemblage du complexe Lpt en E. coli.”
«Les résultats identifient également un peptide naturel comme point de départ pour le développement de candidats cliniques potentiels qui ciblent les pathogènes bactériens Gram-négatifs dangereux», ajoutent-ils.
Robinson commente les résultats en disant: «Cette découverte nous montre un moyen de développer des substances qui inhibent spécifiquement les interactions protéine-protéine dans les cellules bactériennes.»
«Il s'agit d'un mécanisme d'action sans précédent pour un antibiotique et suggère immédiatement des moyens de développer de nouvelles molécules en tant qu'antibiotiques ciblant des agents pathogènes dangereux.»
John A. Robinson
