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Exploiter la «force brute» pourrait être la clé pour créer de nouveaux antibiotiques

“Antibiotiques” vu en utilisant la force brute pour tuer les insectes “,” BBC News rapports. L’espoir est que les chercheurs pourraient répliquer l’effet pour créer de nouveaux antibiotiques qui pourraient aider à combattre la menace continue de la résistance aux antibiotiques.

La BBC fait état d’une étude de laboratoire en début de recherche sur la façon dont nos médicaments antibactériens les plus puissants ciblent et détruisent les bactéries «difficiles à tuer» comme le Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline «superbactérie» (SARM).

La réponse réside dans la façon dont le médicament peut se lier (coller) pour cibler les molécules de protéines sur la membrane de la surface bactérienne. Quand il y a une liaison suffisante à travers la membrane, cela exerce un niveau de force mécanique qui provoque la rupture littérale de la membrane et la destruction de la cellule. Une façon d’imaginer ce processus est de déchirer un sac de pois surgelés qui répand le contenu partout.

Les chercheurs espèrent que d’autres études seront en mesure de tirer parti de ces résultats et de développer des antibiotiques nouveaux ou modifiés qui ont une meilleure capacité à interagir avec des cibles sur la membrane de surface et ainsi détruire les bactéries.

Avec l’augmentation du nombre de bactéries qui développent une résistance aux médicaments, il s’agit d’une préoccupation majeure de santé publique par laquelle nous pourrions atteindre un point où certaines infections deviendraient incurables.

D’autres développements de cette étude sont attendus avec impatience.

D’où vient l’histoire?

L’étude a été réalisée par des chercheurs de l’University College London, du Royal Free Hospital, de l’Université de Cambridge et d’autres institutions au Kenya, en Australie et en Suisse. L’étude a reçu des fonds de diverses sources, y compris le Centre de recherche interdisciplinaire en nanotechnologie EPSRC et EPSRC Grand Challenge en nanotechnologie pour les soins de santé.

L’étude a été publiée dans la revue scientifique à comité de lecture Nature: Scientific Reports et l’article est libre de lire en ligne.

Les reportages des médias britanniques sur l’étude étaient exacts.

De quel type de recherche s’aggissait-t-il?

Il s’agissait d’une étude en laboratoire sur les mécanismes par lesquels les antibiotiques ciblent et détruisent les bactéries multi-résistantes – bactéries résistantes à plus que les antibiotiques.

Comme le disent les chercheurs, l’augmentation du nombre de bactéries qui développent une résistance aux antibiotiques est un problème de santé majeur. Pour y remédier, il est nécessaire de développer de nouveaux antibiotiques ou de nouveaux mécanismes pour combattre l’infection.

Cette étude portait sur certains des antibiotiques les plus puissants habituellement réservés au traitement des infections bactériennes sévères résistantes à d’autres antibiotiques, comme le staphylocoque doré résistant à la méthicilline (SARM) – la méthicilline était un antibiotique précoce à base de pénicilline).

Il a examiné la façon dont ils se lient à des cibles protéiques spécifiques sur les bactéries et la force exercée pour tuer les bactéries.

Qu’ont fait les chercheurs?

La recherche a consisté à étudier comment quatre antibiotiques puissants se lient à des cibles protéiques à la fois sur des bactéries sensibles et des bactéries multi-résistantes.

Les quatre antibiotiques étaient la vancomycine, l’oritavancine, la ristomycine et la chloroérémomycine. La vancomycine est souvent l’antibiotique de «dernier recours» utilisé pour traiter les infections sévères à SARM et les infections intestinales à Clostridium difficile.

Oritavancin est un nouvel antibiotique utilisé pour traiter les infections compliquées de la peau et des tissus mous. Les deux derniers ne sont pas actuellement sous licence d’antibiotiques.

Les chercheurs ont mesuré des signaux indiquant le niveau de stress ou de force mécanique exercé à la surface de la cellule lorsque des antibiotiques se fixent aux cibles membranaires. Ils ont examiné les effets de différents antibiotiques et les concentrations d’antibiotiques.

Qu’ont-ils trouvé?

Lorsque les antibiotiques se lient aux cibles protéiques sur la membrane bactérienne, ils produisent une contrainte mécanique qui augmente avec le nombre de cibles liées – c’est-à-dire lorsque la dose ou la concentration d’antibiotique augmente.

À une souche particulière, ils affaiblissent la résistance globale de la membrane cellulaire, ce qui la rend incapable de résister à la pression osmotique provenant de l’intérieur de la cellule. Cela provoque la rupture des bactéries et la mort.

Les chercheurs ont constaté que la façon dont les quatre différents antibiotiques se lient aux cibles membranaires des bactéries sensibles (non résistantes) était la même. Cependant, il y avait une différence significative dans la force mécanique qu’ils exerçaient sur les cibles bactériennes résistantes.

Ils ont notamment découvert que la force de liaison de l’oritavancine était 11 000 fois plus forte que celle de la vancomycine.

Qu’est-ce que les chercheurs ont conclu?

Les chercheurs concluent: “En utilisant un modèle résolument soluble, qui prend en compte les effets du solvant et de la membrane, nous démontrons que les interactions médicament-cible sont renforcées par des interactions polyvalentes prononcées catalysées par la surface elle-même”.

Ils suggèrent que les résultats «améliorent davantage notre compréhension du mode d’action des antibiotiques et permettront le développement de thérapies plus efficaces».

Conclusions

Cette étude de laboratoire favorise la compréhension des mécanismes par lesquels les médicaments antibactériens ciblent et détruisent les bactéries.

La réponse semble résider dans l’efficacité avec laquelle le médicament peut se lier aux molécules cibles sur la membrane de la surface bactérienne. Lorsque la force de cette liaison exerce une contrainte mécanique suffisante sur la surface cellulaire, les bactéries se séparent et sont détruites.

Il montre que les antibactériens les plus puissants que nous avons, tels que la vancomycine, ne sont actuellement pas infaillibles.

Que nous puissions atteindre un point où nous avons des infections bactériennes que même les antibiotiques les plus forts ne sont pas capables de combattre est un problème majeur de santé publique. On espère que d’autres recherches seront en mesure de tirer parti de ces découvertes et de développer des antibactériens nouveaux ou modifiés qui ont une meilleure capacité à interagir avec la membrane de surface bactérienne et ainsi détruire les cellules.

Le chercheur principal Jospeh Ndieyira, cité par BBC News, a déclaré: “Personne n’a vraiment pensé aux antibiotiques utilisant des forces mécaniques pour tuer leurs cibles auparavant, ce qui nous aidera à créer une nouvelle génération d’antibiotiques pour lutter contre les infections bactériennes multirésistantes, maintenant reconnu comme l’une des plus grandes menaces mondiales dans les soins de santé modernes. “

Vous pouvez aider à combattre la menace de la résistance aux antibiotiques en:

reconnaissant que la plupart des toux, des rhumes et des dépressions intestinales sont virales et n’ont pas besoin d’antibiotiques

si prescrit des antibiotiques, toujours les prendre exactement comme prescrit et suivre le cours complet, même si vous commencez à vous sentir mieux

ne les partagez jamais avec personne