Un étudiant en difficulté contribue à la conception de polymères synthétiques pour lutter contre les infections fongiques
par Friederike Gawlik, Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Leibniz-HKI)
Chaque année, plus de 2 millions de personnes sont touchées par des infections fongiques invasives, souvent causées par des espèces de Candida et associées à des taux de mortalité élevés. Le développement de nouvelles thérapies progresse très lentement. La demande augmente cependant, d’autant plus que la résistance aux médicaments devient de plus en plus courante.
Une équipe de recherche interdisciplinaire dirigée par le Dr Sascha Brunke de l’Institut Leibniz de recherche sur les produits naturels et la biologie des infections – Institut Hans Knöll (Leibniz-HKI) a maintenant étudié le mode d’action et le potentiel thérapeutique des polymères synthétiques.
Ces composés chimiques à longue chaîne imitent les peptides naturels et inhibent la croissance des micro-organismes. Le mécanisme d’action exact était jusqu’alors inconnu. Mais le mystère a désormais été résolu, grâce à la pandémie de coronavirus.
De l’Australie à Iéna
Sebastian Schäfer, chercheur en doctorat et doctorant en chimie, qui travaillait sur la conception de polymères antifongiques en génie chimique à l’Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW), était en Allemagne lorsque l’Australie a fermé ses frontières en raison de la pandémie, empêchant Schäfer de retourner à l’UNSW.
Mais le biotechnologue a fait de nécessité vertu et a temporairement transféré ses recherches au Leibniz-HKI d’Iéna, où il a ajouté une facette chimique au département des mécanismes de pathogénicité microbienne et a tourné son attention vers les champignons pathogènes.
Cela a non seulement conduit à de nouvelles approches de recherche, mais également à une collaboration très fructueuse entre les chercheurs en produits naturels et les biologistes des infections d’Allemagne et d’Australie.
L’équipe formée de manière inattendue a développé plusieurs polymères synthétiques de la famille des polyacrylamides qui ont montré une forte efficacité contre Candida albicans, même contre des souches résistantes. En particulier, le polymère appelé LH, en combinaison avec le médicament caspofungine, s’est avéré extrêmement efficace contre le champignon et a considérablement amélioré le taux de survie des larves de mites infectées lors des tests en laboratoire.
Dans l’étude, désormais publiée dans Nature Communicationsl’équipe a également découvert pour la première fois le mode d’action exact des composés.
« Les polymères synthétiques attaquent les cellules fongiques de différentes manières à la fois. Ils utilisent également de nouvelles structures cibles, ce qui explique leur efficacité. C’est là qu’ils se distinguent des antifongiques classiques, qui n’agissent que d’une seule manière », explique Raghav Vij, l’un des auteurs de l’étude aux côtés de Schäfer.
Les composés ont provoqué un stress dans la cellule fongique et l’ont affaiblie en empêchant la glycosylation à la surface cellulaire. Dans ce processus chimique, les chaînes de sucre se lient aux protéines, ce qui est important pour la stabilité et le fonctionnement des cellules. Les polymères ont également endommagé les parois et les membranes des cellules fongiques, provoquant leur mort. De plus, les polymères ont aidé les cellules immunitaires à détruire les cellules fongiques, comme l’ont montré les tests d’interaction.
Espoir pour des champignons résistants
« Il est également remarquable que la LH associée à des agents antifongiques n’ait pas conduit au développement de résistance chez C. albicans en laboratoire. Cela indique que ces thérapies combinées sont non seulement plus efficaces, mais aussi plus durables que les thérapies précédentes et peuvent donc conduire à un meilleur succès thérapeutique », explique Vij.
Un autre avantage est que « la production de polymères synthétiques est relativement peu coûteuse. De plus, ils sont stables et stockables par rapport aux composés actifs conventionnels. Dans les pays à faible revenu en particulier, ils pourraient donc apporter une contribution significative à la santé publique », résume Brunke.
Mais avant d’y parvenir, des recherches supplémentaires sont encore nécessaires. « Jusqu’à présent, les polymères n’ont été testés que sur des modèles d’insectes. Il faut d’abord étudier en détail si les humains tolèrent également la nouvelle thérapie », souligne Brunke.
Il reste également à optimiser la structure des polymères développés. « Nous ne savons pas encore exactement quels composants moléculaires des polymères affectent quelles parties du champignon. La molécule cible manque encore, pour ainsi dire », explique Vij.
Il convient également de déterminer si les polymères ont des effets nocifs sur l’homme ou l’environnement. Malgré tout, les résultats de la recherche vont déjà dans le bon sens et laissent espérer de nouvelles options thérapeutiques efficaces.
Plus d’informations :
Sebastian Schaefer et al, Un imitateur de peptide synthétique tue Candida albicans et prévient de manière synergique l’infection, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-50491-x
Fourni par Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Leibniz-HKI)
Citation:Un étudiant en difficulté aide à concevoir des polymères synthétiques pour lutter contre les infections fongiques (2024, 23 août) récupéré le 24 août 2024 sur
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