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Université de Washington à St. Louis a mis au point un composé efficace contre des bactéries courantes pouvant entraîner des maladies rares et dangereuses. Cette image montre une culture bactérienne de Streptococcus pyogenes non traitée, pleine de microbes sains, étiquetée en vert (à gauche). Après traitement par GmPcide, la boîte est pleine de bactéries mortes (rouge ; à droite). »>
Une équipe internationale de scientifiques a mis au point une nouvelle classe de composés capables d’éliminer les infections bactériennes chez les souris. Certaines de ces infections peuvent entraîner des maladies graves, souvent qualifiées de « mangeuses de chair ». Aux États-Unis, on recense entre 700 et 1 100 cas de ces maladies chaque année. Cette nouvelle famille de composés pourrait également marquer le début d’une nouvelle génération d’antibiotiques, comme l’indique une étude publiée le 2 août dans la revue Science Advances.
Résistance croissante
Depuis des décennies, les professionnels de la santé tirent la sonnette d’alarme concernant des agents pathogènes devenant de plus en plus résistants aux traitements disponibles. Cette situation les rend plus menaçants, et selon les Centers for Disease Control and Prevention (CDC), plus de 2,8 millions d’infections résistantes aux antimicrobiens sont signalées chaque année aux États-Unis, entraînant plus de 35 000 décès. Pour faire face à ce défi, il est impératif de développer de nouveaux composés antimicrobiens pour remplacer ceux auxquels les bactéries ont développé une résistance.
Les microbiologistes moléculaires Scott Hultgren et Michael Caparon de l’Université de Washington à St. Louis, ainsi que le chimiste Fredrik Almqvist de l’Université d’Umeå en Suède, ont collaboré pour créer cette nouvelle famille de composés, nommée GmPcides.
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Les GmPcides ciblent spécifiquement les bactéries à gram positif, responsables de diverses infections résistantes aux antibiotiques, du syndrome de choc toxique et d’autres maladies bactériennes potentiellement mortelles.
« Tous les types de bactéries à gram positif que nous avons testés se sont révélés sensibles à ce composé. Cela inclut les entérocoques, les staphylocoques, les streptocoques et C. difficile, qui sont les principaux types de bactéries pathogènes », a déclaré Caparon. « Les composés présentent une activité à large spectre contre de nombreuses bactéries. »
Un ‘heureux accident’
Les nouveaux composés GmPcide sont basés sur une molécule appelée 2-pyridone à cycle fusionné, développée par ce que l’équipe qualifie d’heureux accident. Caparon et Hultgren avaient demandé à Almqvist de créer un composé chimique capable d’empêcher les films bactériens de s’accrocher aux surfaces des cathéters urinaires, une cause fréquente d’infections urinaires dans les hôpitaux.
Le composé résultant a également montré des propriétés antibactériennes contre plusieurs types de bactéries. Des recherches antérieures avaient démontré que les GmPcides pouvaient éliminer des souches bactériennes lors d’expériences en boîte de Pétri.
Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont approfondi ces expériences en testant l’efficacité des composés sur des infections nécrosantes des tissus mous. Ces infections, qui se propagent rapidement, impliquent généralement plusieurs types de bactéries à gram positif. La fasciite nécrosante, ou maladie mangeuse de chair, est la plus connue de ces infections, pouvant endommager les tissus à un point tel que l’amputation d’un membre devient souvent nécessaire pour contrôler sa propagation. Environ 20 % des patients atteints de cette maladie décèdent.
L’équipe s’est concentrée sur un pathogène responsable d’environ 500 000 décès chaque année : Streptococcus pyogenes. Un groupe de souris a été infecté par S. pyogenes. Un groupe a été traité avec GmPcide, tandis que l’autre ne l’a pas été. Les souris ayant reçu le traitement GmPcide ont montré de meilleures performances sur presque tous les critères. Elles ont perdu moins de poids, avaient des ulcères plus petits et ont combattu l’infection plus rapidement. Les zones de peau endommagées semblaient également guérir plus rapidement après l’infection.
Bien que les mécanismes d’action des GmPcides ne soient pas encore entièrement compris, une analyse microscopique a révélé que le traitement a un impact significatif sur les membranes cellulaires bactériennes, qui constituent l’enveloppe externe des microbes.
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« L’une des fonctions d’une membrane est d’exclure les matériaux de l’extérieur », a expliqué Caparon. « Nous savons qu’après cinq à dix minutes de traitement avec GmPcide, les membranes commencent à devenir perméables, permettant à des substances normalement exclues d’entrer dans les bactéries, ce qui suggère que ces membranes ont été endommagées. »
Cela peut modifier les fonctions des bactéries, y compris celles qui nuisent à l’hôte et rendent les bactéries moins efficaces pour contrer la réponse immunitaire de l’hôte face aux infections.
Les GmPcides pourraient également être moins susceptibles de provoquer des souches résistantes aux médicaments. Les expériences visant à créer des bactéries résistantes ont montré que très peu de cellules peuvent résister au traitement, ce qui signifie qu’elles sont moins susceptibles de transmettre leurs avantages à la génération suivante de bactéries.
L’avenir
Selon Caparon, plusieurs étapes doivent encore être franchies avant que les GmPcides ne soient disponibles dans les pharmacies. L’équipe a breveté le composé et l’a licencié à QureTech Bio, une entreprise dans laquelle Caparon, Hultgren et Almqvist détiennent des parts. Ce contrat de licence est conditionné à la collaboration avec une autre entreprise capable de gérer le développement pharmaceutique et les essais cliniques nécessaires à sa commercialisation.
Les chercheurs estiment que le type de science collaborative qui a permis la création des GmPcides sera essentiel pour traiter des problèmes tels que la résistance aux antimicrobiens. « Les infections bactériennes de tous types représentent un problème de santé majeur, et elles deviennent de plus en plus résistantes à plusieurs médicaments, rendant leur traitement plus difficile », a déclaré Hultgren. « La science interdisciplinaire facilite l’intégration de différents domaines d’étude, ce qui peut conduire à de nouvelles idées synergiques susceptibles d’aider les patients. »
