Dans une étude récente publiée dans Médicaments marinsles scientifiques examinent les composés bioactifs naturels produits par Bacillota, une espèce liée aux macroalgues marines, ainsi que leurs propriétés pharmacologiques.
Étude: Produits naturels et propriétés pharmacologiques de la bacillote symbiotique (Firmicutes) de macroalgues marines. Crédit image : Créé avec l’aide de DALL·E 3
Sommaire
Arrière-plan
Les macroalgues marines constituent une riche source de nouveaux composés bioactifs dotés de propriétés pharmacologiques potentielles. Cependant, contrairement aux composés bioactifs produits par les micro-organismes terrestres, peu d’études ont évalué les propriétés chimiques et biologiques des micro-organismes marins.
Les macroalgues marines ou algues hébergent un large éventail d’espèces bactériennes. L’association entre les algues hôtes et les symbiotes, tels que les bactéries ou autres micro-organismes, dépend du type de nutriments fournis par l’hôte. Les symbiotes bactériens facilitent également leur hôte en produisant des métabolites essentiels, ainsi que des agents antimicrobiens et antisalissure, qui protègent l’hôte des organismes et substances nocifs.
Bacillota a été identifié comme le phylum bactérien le plus souvent associé aux macroalgues marines. De plus, Bacillota comprend généralement des bactéries Gram-positives.
Les bacillotes utilisent plus de 9 % de leur génome pour coder des groupes de gènes biosynthétiques et produire de nouveaux composés bioactifs appartenant à différentes classes chimiques, notamment les terpènes, les polycétides, les peptides non ribosomiques, les peptides lasso, les bactériocines, les thiopeptides, l’ectoïne et la mélanine.
Métabolites produits par Bacillota bioactif
Les macroalgues marines constituent une riche source de bacillote bioactive. La culture de Bacillota liée aux macroalgues marines en laboratoire a conduit à la production de plusieurs composés bioactifs, dont la plupart sont des polycétides.
Les macrolides sont des lactones macrocycliques polycétides de différentes tailles d’anneaux. Ces polyènes hautement oxygénés présentent un large spectre d’effets antibactériens contre les bactéries pathogènes.
Au total, 25 macrolides ont été identifiés à partir de Bacillota apparentés aux macroalgues marines, notamment des dérivés de macrolactine, de bacvalactone, d’élansolide, de difficidine et de macrobrévine. En plus de leurs propriétés antibactériennes, ces macrolides sont connus pour avoir des propriétés anticancéreuses, antidiabétiques, anti-inflammatoires et neuroprotectrices.
Différents nouveaux dérivés d’esters hétérocycliques et aliphatiques ont été isolés à partir de macroalgues Bacillota. Certains composés isolés de B. subtilis de Sargasses myriocystum comprennent les analogues du pyranyl benzoate, qui sont synthétisés par les voies de condensation, de déshydratation et de cétoréduction de Claisen.
B. amyloliquefaciens isolé de Padina gymnospora, une algue brune, produit des polycétides grâce au groupe de gènes polycétide synthase-1. D’autres produits du gène polykétide synthase-1 comprennent des esters hétérocycliques qui sont des métabolites secondaires d’algues rouges isolées B. amyloliquefaciens.
Furanoterpénoïdes (terpénoïdes) isolés de la macroalgue Bacillota (B. subtile d’algue rouge) présentent des propriétés antimicrobiennes et anti-inflammatoires. Cependant, ces composés sont connus pour provoquer une toxicité chez l’homme en produisant des intermédiaires électrophiles réactifs qui peuvent se lier aux macromolécules cellulaires et les endommager.
Les amicoumacines sont les dérivés des dihydroisocoumarines qui sont produites par des groupes de gènes bactériens de peptides synthétases non ribosomiques. Ces composés sont connus pour avoir des propriétés antibactériennes, anti-ulcéreuses, anti-inflammatoires et cytotoxiques.
Propriétés pharmacologiques des métabolites dérivés des macroalgues Bacillota
Bacille Les espèces sont le type le plus courant de Bacillota marin lié aux macroalgues. Ces espèces utilisent plus de 7 % de leur génome pour produire des composés bioactifs dotés de propriétés antimicrobiennes.
Les composés isolés des macroalgues Bacillota présentent de puissants effets antimicrobiens contre les bactéries pathogènes qui infectent les humains. Analogues de difficidine isolés d’algues rouges B. amyloliquefaciens présentent les effets antimicrobiens les plus élevés contre un large spectre de bactéries pathogènes, y compris celles résistantes à la méthicilline Staphylococcus aureus (SARM) et résistant à la vancomycine Enterococcus faecalis.
De même, les composés isolés de B. velezensis de Laurencia papillosa (algue rouge) présentent des effets antimicrobiens contre le SARM et Vibrio hémolytique. Chacun de ces composés présente des effets antimicrobiens à des concentrations micromolaires.
En plus de leurs propriétés antimicrobiennes, les propriétés anti-inflammatoires, antioxydantes, antidiabétiques, anti-hypercholestérolémiques, anti-hyperglycémiques et cytotoxiques des extraits et fractions de macroalgues Bacillota ont été largement étudiées.
In vitro des études ont rapporté l’activité antifongique d’une fraction volatile de B. amyloliquefaciens isolé de Zonaria tournefortii. De même, un extrait acétonique d’un Bacille Il a été démontré que les espèces isolées d’une algue brune exercent des effets cytotoxiques contre les cellules cancéreuses du côlon.
Importance
Le Bacillota, apparenté aux macroalgues marines, est une riche source de nouveaux composés bioactifs dotés de diverses propriétés pharmacologiques. À ce jour, seule une petite fraction des populations de macroalgues marines a été étudiée à travers in vitro et in silico essais biologiques antibactériens pour les constituants chimiques de leur Bacillota.
Cependant, pour la découverte de nouveaux agents thérapeutiques à partir de la macroalgue Bacillota, in vivo des études utilisant différents modèles animaux sont nécessaires pour évaluer l’innocuité, la biodisponibilité et l’efficacité thérapeutique des composés dérivés de Bacillota. Des essais biologiques plus diversifiés sont également nécessaires pour élargir les profils de bioactivité de ces nouveaux composés au-delà de leurs propriétés antibactériennes bien connues.
