Face aux résistances aux antibiotiques, une piste pour remplacer ces derniers?

La découverte des antibiotiques a été l’un des triomphes de la médecine et ceux-ci ont sauvé d’innombrables vies humaines. Mais l’utilisation abusive de ces médicaments en médecine et celle de grandes quantités d’antibiotiques dans l’alimentation animale ont conduit à l’antibiorésistance. Par sélection naturelle, les antibiotiques éliminent les bactéries sensibles et favorisent les bactéries mutantes qui leur résistent.

Microphotographie d’une culture de Streptococcus mutans. Les chercheurs du Fraunhofer Institute ont obtenu un arrêt de la croissance d’ une telle  culture par action d’un peptide  dont on a modifié les séquences d’acides aminés. Crédit Wikipedia CDC.

Des substances nouvelles qui peuvent remplacer les antibiotiques

Des chercheurs du Fraunhofer Institute for Cell Therapy and Immunology IZI à Leipzig ont découvert des produits thérapeutiques qui pourront remplacer la pénicilline et les médicaments de la même famille. Ce sont des peptides, polymères d’acides aminés, qui pourraient prendre le relais de la lutte contre les agents pathogènes. Ces chercheurs ont déjà identifié 20 courtes chaînes d’aminoacides qui détruisent de nombreux microbes comme les entérocoques, les levures et les moisissures, mais encore des bactéries pathogènes pour l’homme comme le Streptococcus mutans responsable des caries dentaires. Le très résistant Staphylococcus aureus (Staphylocoque doré) à l’origine de nombreuses affections nosocomiales dans les hôpitaux est sensible à ces produits qui limitent sa croissance.

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Le dangereux staphylocoque doré a entre autres la propriété de transformer le fibrinogène contenu dans le plasma sanguin en fibrine. Il peut ainsi s’envelopper d’une coque protectrice le rendant invisible aux systèmes immunitaires de son hôte.

Microphotographie obtenue par microscopie électronique à transmission (MET) de Staphylococcus aureus entouré d’une capsule de fibrine qui le protège des attaques du système immunitaire. Crédit Wikipedia.

Des polymères formés de courtes chaînes d’acides aminés

En partant de peptides connus pour leurs propriétés antifongiques et bactéricides, l’équipe dirigée par le Dr. Andreas Schubert  en a préparé de nouveaux en variant les séquences d’acides aminés qui les composent.

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Les peptides sont des polymères d’acides aminés. La liaison entre ces derniers est une liaison dite peptidique. C’est une liaison covalente entre un atome de carbone d’un acide aminé et un atome d’azote d’un autre.

La liaison covalente est une liaison chimique dans laquelle chacun des atomes liés met en commun un électron d’une de ses couches externes afin de former un doublet d’électrons liant les deux atomes.

Ils les ont testés in vitro sur de nombreux microbes, par exemple en les incubant une heure avec les bactéries responsables de la putréfaction.

Ces nouveaux peptides ont la propriété de se coller aux membranes des bactéries et de les pénétrer. Les chercheurs ont comparé le temps de survie des gènes pathogènes en présence et en l’absence des peptides testés. Ils ont obtenu avec des peptides « courts » formés d’une chaîne de moins de 20 acides aminés des résultats remarquables. Ces peptides « antibiotiques » manifestent leur effet microbicides en quelques minutes. Et il suffit d’une concentration de 1µM/ml (1millionième de molécule-gramme par millilitre) pour qu’ils agissent, ce qui est 10 fois plus faible que celle de 10 µM/ml nécessaire pour l’action des antibiotiques conventionnels.

Le spectre d’efficacité de ces peptides est large, il va des bactéries et des moisissures jusqu’aux virus à enveloppe de lipides.

Des applications dans l’agroalimentaire et l’industrie

Ces peptides antimicrobiens peuvent avoir d’importantes applications dans l’alimentation. La contamination bactérienne peut en effet coûter jusqu’à un milliard d’euros par an à l’industrie agroalimentaire .
Les salades vertes sont très sensibles aux levures et aux moisissures. On pourrait augmenter leur temps de conservation en les traitant avec ces peptides de courte chaîne. On a en effet établi par des tests qu’ils ne présentaient aucun risque allergique dans l’alimentation.
D’autres applications plus industrielles sont à envisager comme par exemple le traitement des fluides de transmission hydraulique qui sont souvent corrompus par des infections bactériennes.

Mais, pour les applications médicales il va falloir passer maintenant à l’expérimentation in vivo, d’abord  sur des souris de laboratoire, puis enfin sur l’homme.

 

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Fraunhofer institute IZI