Un combattant acharné contre les superbactéries mortelles
Peu de temps après la découverte des antibiotiques, une résistance aux antibiotiques est également apparue. Alexander Fleming a identifié la pénicilline en 1929 et, en 1940, les premiers signalements de bactéries résistant à la pénicilline avaient été publiés.
À présent, les chercheurs ont identifié un antibiotique 100 fois plus puissant que les options actuellement disponibles. La lactone de la pré-méthylénomycine C, un composé intermédiaire de la voie de biosynthèse qui produit la méthylénomycine A, redonne espoir aux scientifiques dans la lutte contre les bactéries
résistant aux antibiotiques.
Nous avons été stupéfaits de trouver un nouvel antibiotique dans un tel organisme familier.
Un vieux problème a besoin d’une nouvelle solution
Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), la résistance aux antimicrobiens (RAM) est une menace majeure pour la santé mondiale. Environ 1,3 million de décès par an sont imputables à des bactéries résistantes aux antimicrobiens. C’est plus que le taux de mortalité du sida et du paludisme combinés. Pendant des années, l’OMS a averti que « trop peu d’antibactériens sont dans la gamme [de développement] ».
Selon l’article « A Brief History of Antimicrobial Resistance » (Brève histoire de la résistance aux antimicrobiens) publié dans le Journal of Ethics de l’American Medical Association, les scientifiques et les laboratoires pharmaceutiques ont réussi à faire face à l’apparition de résistances aux nouveaux antibactériens jusqu’au milieu du XXe siècle.
En recourant à des méthodes permettant d’obtenir de nouveaux composés à partir de produits naturels et en les adaptant aux besoins cliniques, l’industrie a pu garder une longueur d’avance sur la résistance aux antimicrobiens.
Cependant, à mesure que l’utilisation de produits antimicrobiens a augmenté dans les milieux de soins de santé, la résistance a également augmenté. De plus, les applications des antimicrobiens dans l’industrie ont été découvertes et encouragées. En raison de la surpopulation dans les établissements d’élevage, des antibiotiques ont été utilisés chez les animaux pour prévenir les maladies et augmenter les taux de croissance. Cela a réduit l’efficacité des médicaments, en particulier chez les organismes passés de l’animal à l’humain.
Un autre facteur ayant contribué à créer un environnement propice à la prolifération des bactéries résistantes était le fait que les laboratoires pharmaceutiques n’avaient aucune incitation financière à poursuivre le développement de nouveaux antibiotiques. À mesure que le nombre de maladies infectieuses a diminué et que les taux de cancer et de maladies cardiaques ont augmenté, les sociétés ont consacré plus d’argent à la recherche et au développement pour traiter ces affections.
Autres façons de combattre les superbactéries
Même si l’utilisation abusive des antibiotiques par l’homme a contribué à la résistance aux antimicrobiens, les superbactéries ne sont pas un phénomène entièrement dû à l’homme. Les bactéries, comme la plupart des autres organismes, évoluent pour survivre, et la résistance bactérienne se produit naturellement et se produit depuis plus de 30 000 ans. De plus, une fois que les bactéries ont développé une résistance aux antibiotiques, elles peuvent partager cette information génétique avec d’autres bactéries par le biais d’un processus appelé conjugaison.
Les scientifiques étudient également la persistance des antibiotiques, une autre façon dont les bactéries échapper à l’élimination par les antibiotiques. La persistance des antibiotiques se produit lorsque les bactéries entrent dans un état de sommeil après un traitement antibiotique ou lorsqu’elles sont soumises à d’autres stress. Les
bactéries ne sont pas tuées; elles cessent tout simplement de grandir.
« La résistance est le problème majeur », a déclaré Nathalie Balaban, biophysicienne à l’Université hébraïque de Jérusalem. Sur le balado de la RPN Ondes courtes, Balaban a expliqué que les bactéries persistantes sont celles qui restent dans le corps après un traitement antibiotique. « Chez un patient en bonne santé, il est suffisant que l’antibiotique tue la plupart des bactéries ou même qu’il arrête leur croissance. » Leur corps fera le reste pour éliminer les bactéries. Mais chez les personnes immunodéprimées, les bactéries en état de dormance peuvent recommencer à se multiplier et même évoluer vers une souche résistante capable d’infecter
d’autres personnes.
Cependant, d’autres études de laboratoire sur ces bactéries persistantes ont révélé que l’état de sommeil n’est pas organisé. Les bactéries mises en dormance n’ont pas de moyen contrôlé de répondre à leur environnement. Balaban a déclaré que la membrane bactérienne est plus perméable dans cet état chaotique. Une solution pour empêcher la réapparition de l’organisme au cours d’une infection de longue durée consiste à administrer également des composés ciblant la membrane avant d’arrêter le traitement antibiotique. Cela peut éliminer plus efficacement la menace de
résistance bactérienne.
Une autre option pour s’attaquer aux superbactéries consiste à développer des virus ciblés, appelés phages, qui infectent les bactéries mais ne représentent aucune menace pour les humains. Les phages trouveront une bactérie et la détourneront en s’y rattachant et en l’injectant avec le matériel génétique des phages. En conséquence, la bactérie devient un incubateur de phages plutôt qu’un agent infectieux actif. Il reproduira des phages jusqu’à ce que la cellule soit si remplie qu’elle explose. Les bébés phages envahiront ensuite d’autres bactéries, avec le même résultat.
La difficulté de cette méthode réside dans le fait que les phages ne ciblent que certaines bactéries spécifiques; ainsi, si un patient est infecté par une bactérie multirésistante, il faut identifier le phage approprié pour combattre l’infection.
La meilleure option pour combattre la résistance aux antimicrobiens (RAM) reste de nouveaux antibiotiques.
Une découverte surprenante
La découverte d’un puissant nouvel antibiotique, la méthylénomycine C lactone, a été rapportée dans un récent article publié dans le Journal of the American Chemical Society. Des chimistes de l’Université de Warwick et de l’Université de Monash, au Royaume-Uni, ont découvert la molécule cachée à la vue de tous dans une bactérie familière, Streptomyces coelicolor. S. coelicolor produit la méthylénomycine A, qui a été synthétisée à de nombreuses reprises depuis sa découverte il y a 50 ans.
« Personne ne semble avoir testé les intermédiaires synthétiques pour l’activité antimicrobienne », a expliqué le professeur Greg Challis, coauteur principal de l’étude au Département de chimie de l’Université de Warwick et au Biomedicine Discovery Institute de l’Université Monash. « En supprimant des gènes biosynthétiques, nous avons découvert deux intermédiaires biosynthétiques inconnus jusqu’à présent, qui sont tous deux des antibiotiques beaucoup plus puissants que la méthylénomycine A elle-même. »
Selon la Dre Lona Alkhalaf, professeure adjointe à l’Université de Warwick et coauteure principale de l’étude, S. coelicolor aurait d’abord évolué pour produire un antibiotique plus puissant, avant de produire, au fil du temps, une version moins puissante. Elle a fait écho à l’observation du professeur Challis concernant la découverte d’un nouvel intermédiaire : « La découverte d’un nouvel antibiotique dans un organisme aussi familier a été une vraie surprise. »
La préméthylénomycine C lactone semble être efficace contre Staphylococcus aureus et Enterococcus faecium, les espèces bactériennes responsables du Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM) et des entérocoques résistants à la vancomycine (ERV), respectivement. étant donné que la vancomycine est souvent considérée comme un antibiotique de dernier recours, une alternative plus puissante pourrait modifier considérablement les stratégies thérapeutiques face aux infections résistantes.
Un nouvel espoir
Les résultats suggèrent également que les voies de biosynthèse peuvent contenir des composés déjà inconnus ayant une activité antimicrobienne importante. Dans ce cas, les chercheurs ont identifié des intermédiaires puissants en modifiant les gènes impliqués dans la production de méthylénomycine, révélant ainsi des molécules qui n’avaient pas été évaluées dans le cadre d’études antérieures.
L’étape suivante consiste à mettre au point des essais précliniques pour tester l’antibiotique. Deux équipes financées par l’initiative de lutte contre les superbactéries émergentes de la Monash Warwick Alliance collaborent pour créer une synthèse évolutive de la lactone C
de la pré-méthylénomycine.
Cette approche — qui consiste à étudier les composés intermédiaires plutôt que les seuls produits finaux — pourrait constituer une stratégie supplémentaire pour l’identification de nouveaux antibiotiques, en particulier chez des organismes bien caractérisés tels que les espèces du genre Streptomyces. Ce processus pourrait prévenir près de 1,3 million de décès chaque année par suite de la résistance aux antimicrobiens.
Dawn Mangine est rédactrice chez Thermo Fisher Scientific.