Comment rendre un vieil antibiotique 100 fois plus puissant
Micrographies électroniques à balayage à un grossissement de 10 000× de cellules E. faecium E155 résistantes à la vancomycine. À gauche : cellules non traitées, au milieu : cellules traitées à la bacitracine et à droite : cellules traitées à la bacitracine de nouvelle génération. Crédit : Actes de l’Académie nationale des sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2315310121
Nathaniel Martin, professeur de chimie biologique, s’est demandé ce qui se passerait si l’on prenait un antibiotique connu depuis 70 ans et que l’on essayait de l’améliorer avec les outils les plus récents de la chimie moderne. Il s’avère qu’il peut devenir jusqu’à cent fois plus puissant et empêcher la croissance de certaines bactéries résistantes aux médicaments. Les recherches de son équipe sont publiées dans PNAS.
Le nom de bacitracine n’est peut-être pas familier à tout le monde, mais c’est l’un des antibiotiques les plus utilisés au monde. Bien qu’elle ne soit pas couramment utilisée aux Pays-Bas, la plupart des ménages nord-américains ont une forme de bacitracine dans leur armoire à pharmacie. Elle est généralement appliquée par voie topique. Pensez à une crème pour un genou écorché qui pourrait s’infecter.
Martin a toujours eu un intérêt particulier pour la bacitracine, car elle « attaque » les bactéries d’une manière unique par rapport aux autres types d’antibiotiques. Elle se fixe sur une partie spécifique des membranes des bactéries, sur la couche externe de la cellule. Ce faisant, la bacitracine empêche les bactéries de construire leur paroi cellulaire et inhibe ainsi leur croissance.
Quelque chose que personne jusqu’alors n’avait vraiment compris
Il y a quelques années, Martin a lu un article qui montrait en détail comment la bacitracine se lie à sa cible bactérienne, et cela a retenu son attention.
« J’ai découvert qu’il y avait quelque chose de vraiment intéressant dans la façon dont la bacitracine tue les bactéries, quelque chose que personne n’avait vraiment compris jusqu’alors », dit-il. L’indice se trouvait dans la structure cristalline, qui montre la disposition précise des atomes de l’antibiotique.
En termes simples, l’étude révèle qu’une molécule de bacitracine possède cinq points de contact avec la membrane cellulaire bactérienne. On pourrait les comparer à des bras qui s’étendent pour saisir les bactéries.
« En tant que chimiste, je me suis demandé ce qui se passerait si nous pouvions rendre ces bras plus longs et plus collants. Seraient-ils capables de mieux se lier à la cellule et de rendre l’antibiotique plus efficace ? »
Construire une version « améliorée » de la bacitracine
Martin et son groupe de chercheurs de l’Institut de biologie de Leyde (IBL) se sont mis au travail, utilisant la synthèse chimique pour construire une version « améliorée » de la bacitracine.
Il faut garder à l’esprit que les antibiotiques sont généralement produits par des micro-organismes vivant dans le sol. Cela signifie qu’ils ne sont pas nécessairement optimisés pour être utilisés comme médicaments dans le corps humain. Certaines classes d’antibiotiques, comme les pénicillines, ont été améliorées par synthèse par les chimistes médicinaux au fil des ans. Mais la bacitracine est toujours utilisée sous sa forme naturelle et inchangée. Cela signifie que son plein potentiel n’a peut-être pas encore été exploité.
C’est précisément ce que Martin voulait aborder avec cette étude. Et il s’avère qu’il avait raison. L’amélioration synthétique de la bacitracine peut l’améliorer de manière considérable. « Dans de nombreux cas, nous avons constaté que notre nouvelle version de la bacitracine était dix à cent fois plus puissante que la forme naturelle », explique Martin.
Prévenir la croissance des bactéries résistantes aux médicaments
Les chercheurs ont fait une deuxième découverte en testant le médicament sur des bactéries cultivées en laboratoire. La bacitracine améliorée s’est également révélée beaucoup plus efficace pour prévenir la croissance de certaines bactéries résistantes aux médicaments. La résistance bactérienne est un problème croissant qui inquiète les médecins spécialistes des maladies infectieuses du monde entier. L’Organisation mondiale de la santé la qualifie même de « principale menace pour la santé publique mondiale ».
Les recherches de Martin n’ont pas été réalisées dans le but de créer un produit commercialement viable à ce stade.
« Il fallait d’abord montrer que c’était possible. » Mais maintenant que cette étape a été franchie, il envisage déjà une étude complémentaire pour découvrir comment la bacitracine améliorée pourrait être utilisée pour traiter des infections graves et résistantes aux médicaments.
Plus d’information:
Ned P. Buijs et al, Un antibiotique classique réinventé : des variantes de bacitracine conçues de manière rationnelle présentent une activité puissante contre les agents pathogènes résistants à la vancomycine, Actes de l’Académie nationale des sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2315310121
Fourni par l’Université de Leyde
Citation: Comment rendre un vieil antibiotique 100 fois plus puissant (2024, 12 juillet) récupéré le 12 juillet 2024 à partir de
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