Un nouveau médicament pourrait décider de la lutte contre les bactéries
À peine la communauté scientifique réussit-elle à développer un nouvel antibiotique pour faire face aux bactéries, que celles-ci développent après un certain temps une résistance à ce médicament, dans un scénario ressemblant au jeu du « chat et de la souris ».
Cependant, une équipe internationale de recherche dirigée par des scientifiques de l’Université « Texas A&M » aux États-Unis, est sur le point de remporter ce jeu en faveur des patients, grâce à une nouvelle famille de polymères ciblant la membrane de ces organismes microscopiques, ce qui provoque la mort des bactéries sans créer de résistance au médicament.
Les bactéries résistantes aux antibiotiques constituent un risque croissant pour la santé publique, causant directement la mort de 1,27 million de personnes chaque année, ainsi que 4,95 millions de décès indirects, selon une étude publiée dans la célèbre revue « The Lancet » le 21 novembre 2023.
Les bactéries développent une résistance aux antibiotiques de plusieurs manières, notamment:
- Modification de la cible: elles mutent leur matière génétique, ce qui conduit à changer le site cible où l’antibiotique se lie généralement aux processus cellulaires, l’empêchant ainsi d’agir efficacement.
- Pompes d’éjection: certaines bactéries développent des protéines spécialisées qui expulsent efficacement les antibiotiques hors de la cellule bactérienne, diminuant ainsi la concentration du médicament à l’intérieur de la cellule.
- Transfert de gènes de résistance: les bactéries peuvent transférer du matériel génétique, comprenant des gènes qui confèrent une résistance aux antibiotiques, à d’autres bactéries via des mécanismes comme la conjugaison.
- Dégradation enzymatique: les bactéries peuvent produire des enzymes qui modifient ou décomposent chimiquement les antibiotiques avant qu’ils n’agissent. Par exemple, les enzymes bêta-lactamases décomposent les antibiotiques comme la pénicilline.
- Formation de biofilms: les bactéries peuvent former des biofilms protecteurs qui agissent comme des boucliers contre les antibiotiques, rendant difficile pour les médicaments de pénétrer et d’atteindre les cellules bactériennes.
- Dormance ou croissance lente: les bactéries peuvent entrer dans un état de dormance ou ralentir leur croissance, devenant moins susceptibles aux antibiotiques qui sont plus efficaces contre des cellules en division active.
Cibler la membrane bactérienne : une mécanique assurée
Cibler la membrane bactérienne avec certains polymères est efficace contre les bactéries tout en réduisant la probabilité de résistance aux antibiotiques pour plusieurs raisons, y compris:
- La perturbation physique: les polymères fonctionnent en perturbant physiquement la membrane cellulaire bactérienne, plutôt qu’en ciblant des processus internes spécifiques ou des molécules au sein de la bactérie comme le font les antibiotiques traditionnels.
- L’interaction non spécifique: les polymères interagissent avec les membranes lipidiques qui enveloppent les cellules bactériennes, causant des dommages à l’intégrité structurelle, ce qui conduit finalement à la fuite du contenu cellulaire et à la mort des cellules.
- La complexité: la membrane bactérienne est une structure vitale et complexe pour la survie des bactéries. Cibler cette structure avec des polymères affecte plusieurs aspects de la cellule plutôt qu’une cible spécifique, ce qui rend difficile pour les bactéries de développer une résistance.
- Le bas taux de mutation: le mécanisme de perturbation de la membrane ne conduit pas naturellement à un taux élevé de mutations bactériennes par rapport aux antibiotiques traditionnels.
Tentatives antérieures… Un problème courant
Bien que les polymères se révèlent efficaces dans la résolution du jeu du « chat et de la souris » entre les médicaments et les bactéries, un problème courant a empêché leur utilisation dans la production de médicaments jusqu’à présent. Selon la nouvelle étude publiée dans la revue « Proceedings of the National Academy of Sciences », les chercheurs prétendent avoir surmonté ce problème.
Les chercheurs ont utilisé une nouvelle approche de conception de polymères pour différencier les bactéries des cellules humaines lors du ciblage de la membrane cellulaire.
Efficacité accrue… un nouveau polymère
Ce nouveau polymère a été testé avec succès contre deux types principaux de bactéries résistantes aux antibiotiques – Escherichia coli et Staphylococcus aureus – et a montré son efficacité. Des tests ont également été effectués pour vérifier la toxicité du polymère contre les globules rouges humains, donnant des résultats très encourageants.
L’équipe de recherche vise à renforcer l’activité de ces polymères contre les bactéries tout en améliorant leur sélectivité pour les cellules bactériennes. Ils prévoient de réaliser des essais sur des organismes vivants dans un avenir proche.
Tests à long terme
Mohamed Mansour, professeur à la Faculté de Pharmacie de l’Université de Beni-Suef en Égypte, reconnaît les résultats obtenus dans cette étude en laboratoire, mais souligne que le nouveau polymère nécessite des tests à long terme pour s’assurer que les bactéries ne développent pas de résistance contre lui.
« Il est essentiel d’associer des tests à long terme pour confirmer cette réalité, ainsi qu’assurer la capacité des polymères à distinguer précisément les cellules bactériennes des cellules humaines, ce qui nécessitera également du temps pour être prouvé », dit-il.
Si ces aspects sont confirmés, nous pourrions être au bord d’une percée majeure dans la bataille constante entre les médicaments et les bactéries.