Les champignons s’attarder sur la peau humaine peuvent fournir de nouveaux antibiotiques

Des chercheurs de l’Université de l’Oregon ont révélé une molécule produite par la levure vivant sur une peau humaine qui a montré de puissantes propriétés antimicrobiennes contre un pathogène responsable des hospitalisations d’un demi-million par an aux États-Unis.

C’est une approche unique pour résoudre le problème croissant des bactéries résistantes aux antibiotiques. Avec la menace mondiale des infections résistantes aux médicaments, les champignons habitant la peau humaine sont une ressource inexploitée pour identifier de nouveaux antibiotiques, a déclaré Caitlin Kowalski, chercheur postdoctoral à l’UO qui a dirigé l’étude.

Décrit dans un article publié dans Biologie actuellele champignon de la peau commun Malassezia engloutit l’huile et les graisses sur la peau humaine pour produire des acides gras qui éliminent sélectivement Staphylococcus aureus. Une personne sur trois a Staphylococcus aureus habite sans danger dans leur nez, mais les bactéries sont un facteur de risque d’infections graves lorsqu’on leur donne l’occasion: les plaies ouvertes, les abrasions et les coupes. Ils sont la principale cause des infections cutanées et des tissus mous appelés infections à staphylocoque.

Staphylococcus aureus est également un hôpital superbuctueux notoire pour être résistant aux antibiotiques actuels, élevant le besoin urgent de nouveaux médicaments.

“Il existe de nombreuses études qui identifient de nouvelles structures antibiotiques”, a déclaré Kowalski, “mais ce qui était amusant et intéressant à propos de la nôtre, c’est que nous avons identifié (un composé) qui est bien connu et que les gens ont déjà étudié.”

Le composé n’est pas toxique dans des conditions de laboratoire normales, mais elle peut être puissante dans des conditions qui reproduisent l’environnement acide d’une peau saine.

“Je pense que c’est pourquoi dans certains cas, nous avons peut-être manqué ce genre de mécanismes antimicrobiens”, a ajouté Kowalski, “parce que le pH du laboratoire n’était pas assez bas. Mais la peau humaine est vraiment acide.”

Les humains accueillent un éventail colossal de micro-organismes, connu sous le nom de microbiome, mais nous savons peu de choses sur nos champignons résidents et leurs contributions à la santé humaine, a déclaré Kowalski. Le microbiome cutané lui intéresse particulièrement, car si d’autres parties du corps foulent des dizaines de champignons différents, la peau est principalement colonisée par un type connu sous le nom de Malassezia.

Malassezia peut être associé à des cas de pellicules et d’eczéma, mais il est considéré comme relativement inoffensif et une partie normale de la flore cutanée. La levure a évolué pour vivre sur la peau des mammifères, à tel point qu’elle ne peut pas faire des acides gras sans les lipides – huiles et graisses – sécrétés par la peau.

Malgré l’abondance de Malassezia que l’on retrouve sur nous, ils restent sous-étudiés, a déclaré Kowalski.

“La peau est un système parallèle à ce qui se passe dans l’intestin, qui est vraiment bien étudié”, a-t-elle déclaré. “Nous savons que le microbiome intestinal peut modifier les composés hôtes et créer leurs propres composés uniques qui ont de nouvelles fonctions. La peau est riche en lipides, et le microbiome cutané traite ces lipides pour produire également des composés bioactifs. Alors, qu’est-ce que cela signifie pour la santé et les maladies de la peau?”

En regardant des échantillons de peau humaine de donneurs sains et des expériences réalisées avec des cellules cutanées en laboratoire, Kowalski a constaté que les espèces fongiques Malassezia sympolaris ont transformé les lipides hôtes en acides gras hydroxy antibactériens. Les acides gras ont diverses fonctions dans les cellules mais sont notamment les éléments constitutifs des membranes cellulaires.

Les acides gras hydroxy synthétisés par Malassezia sympoalis étaient des détergents, détruisant les membranes de Staphylococcus aureus et provoquant la fuite de son contenu interne. L’attaque a empêché la colonisation de Staphylococcus aureus sur la peau et a finalement tué les bactéries en aussi peu que 15 minutes, a déclaré Kowalski.

Mais le champignon n’est pas une balle magique. Après une exposition suffisante, les bactéries staphiques deviennent finalement tolérantes au champignon, comme ils le font lorsque les antibiotiques cliniques sont surutilisés.

En regardant leur génétique, les chercheurs ont constaté que les bactéries ont évolué une mutation dans le gène rel, qui active la réponse au stress bactérien. Des mutations similaires ont été précédemment identifiées chez les patients présentant des infections à Staphylococcus aureus.

Les résultats montrent que l’environnement hôte d’une bactérie et les interactions avec d’autres microbes peuvent influencer sa sensibilité aux antibiotiques.

“Il y a un intérêt croissant à appliquer les microbes en tant que thérapeutique, comme l’ajout de bactéries pour empêcher la croissance d’un agent pathogène”, a déclaré Kowalski. “Mais cela peut avoir des conséquences que nous n’avons pas encore complètement compris. Même si nous savons que les antibiotiques conduisent à l’évolution de la résistance, cela n’a pas été considéré lorsque nous considérons l’application des microbes en tant que thérapeutique.”

Alors que la découverte ajoute une couche de complexité à la découverte de médicaments, Kowalski a déclaré qu’elle était enthousiasmée par le potentiel des champignons résidents en tant que nouvelle source d’antibiotiques futurs.

L’identification des acides gras antimicrobiens a pris trois ans et un effort interdisciplinaire. Kowalski a collaboré avec des microbiologistes chimiques de l’Université McMaster pour retrouver le composé.

“C’était comme trouver une aiguille dans une botte de foin, mais avec des molécules, vous ne pouvez pas voir”, a déclaré le conseiller de Kowalski, Matthew Barber, professeur agrégé de biologie au College of Arts and Sciences de l’UO.

Kowalski travaille sur une étude de suivi qui approfondit les mécanismes génétiques qui ont conduit à la tolérance aux antibiotiques. Elle se prépare également à lancer son propre laboratoire pour enquêter davantage sur le rôle négligé du microbiome cutané, se séparant du laboratoire de Barber après avoir mis au point les champignons.

“Les infections bactériennes résistantes aux antibiotiques sont une menace majeure de santé humaine et qui, à certains égards, empire”, a déclaré Barber. “Nous avons encore beaucoup de travail à faire pour comprendre les micro-organismes, et aussi trouver de nouvelles façons que nous pouvons éventuellement traiter ou prévenir ces infections.”