Des chercheurs de la faculté de médecine de l'université de Washington à Saint-Louis ont mis au point un nouveau composé qui élimine efficacement les infections bactériennes chez la souris, notamment celles qui peuvent entraîner des maladies rares mais potentiellement mortelles appelées « maladies mangeuses de chair ». Ce composé pourrait être le premier d'une toute nouvelle classe d'antibiotiques et constituer un cadeau pour les cliniciens à la recherche de traitements plus efficaces contre les bactéries qui ne peuvent pas être facilement maîtrisées avec les antibiotiques actuels.
La recherche est publiée le 2 août dans Progrès scientifiques.
Le composé cible les bactéries Gram positives, qui peuvent provoquer des infections à staphylocoques résistants aux médicaments, le syndrome du choc toxique et d'autres maladies pouvant s'avérer mortelles. Il a été développé grâce à une collaboration entre les laboratoires de Scott Hultgren, PhD, professeur de microbiologie moléculaire Helen L. Stoever, et Michael Caparon, PhD, professeur de microbiologie moléculaire, et Fredrik Almqvist, professeur de chimie à l'université d'Umeå en Suède.
Un nouveau type d’antimicrobien serait une bonne nouvelle pour les cliniciens à la recherche de traitements efficaces contre des agents pathogènes qui deviennent plus résistants aux médicaments actuellement disponibles, et donc beaucoup plus dangereux.
Toutes les bactéries Gram-positives que nous avons testées étaient sensibles à ce composé. Cela comprend les entérocoques, les staphylocoques, les streptocoques, C. difficilequi sont les principaux types de bactéries pathogènes. Les composés ont une activité à large spectre contre de nombreuses bactéries.
Michael Caparon, PhD, professeur de microbiologie moléculaire, co-auteur principal
Ce composé est basé sur un type de molécule appelé 2-pyridone à anneau fusionné. Au départ, Caparon et Hultgren avaient demandé à Almqvist de développer un composé qui pourrait empêcher les films bactériens de se fixer à la surface des cathéters urétraux, une cause fréquente d'infections urinaires nosocomiales. La découverte que le composé résultant avait des propriétés anti-infectieuses contre plusieurs types de bactéries a été un heureux hasard.
L'équipe a baptisé sa nouvelle famille de composés GmPcides (pour Gram-positive-icide). Dans des travaux antérieurs, les auteurs ont montré que les GmPcides peuvent éliminer des souches bactériennes dans des expériences en boîte de Petri. Dans cette dernière étude, ils ont décidé de le tester sur des infections nécrosantes des tissus mous, qui sont des infections à propagation rapide impliquant généralement plusieurs types de bactéries Gram-positives, pour lesquelles Caparon disposait déjà d'un modèle de souris fonctionnel. La plus connue d'entre elles, la fasciite nécrosante ou « maladie mangeuse de chair », peut rapidement endommager les tissus suffisamment gravement pour nécessiter l'amputation d'un membre pour contrôler sa propagation. Environ 20 % des patients atteints de cette maladie meurent.
Cette étude s'est concentrée sur un seul agent pathogène, Streptococcus pyogenesresponsable de 500 000 décès chaque année dans le monde, notamment de la maladie mangeuse de chair. Des souris infectées par S. pyogènes et traités avec un GmPcide se sont mieux comportés que les animaux non traités dans presque tous les paramètres. Ils ont perdu moins de poids, les ulcères caractéristiques de l'infection étaient plus petits et ils ont combattu l'infection plus rapidement.
Le composé semble réduire la virulence des bactéries et, de manière remarquable, accélérer la guérison post-infection des zones endommagées de la peau.
On ne sait pas exactement comment les GmPcides accomplissent tout cela, mais un examen microscopique a révélé que le traitement semble avoir un effet significatif sur les membranes cellulaires bactériennes, qui constituent l’enveloppe extérieure des microbes.
« L’une des fonctions d’une membrane est d’exclure les matières de l’extérieur », a déclaré Caparon. « Nous savons que cinq à dix minutes après le traitement au GmPcide, les membranes commencent à devenir perméables et permettent à des éléments qui devraient normalement être exclus de pénétrer dans les bactéries, ce qui suggère que ces membranes ont été endommagées. »
Cela peut perturber les fonctions propres des bactéries, y compris celles qui causent des dommages à leur hôte, et rendre les bactéries moins efficaces pour combattre la réponse immunitaire de l’hôte aux infections.
Outre leur efficacité antibactérienne, les GMPCides semblent moins susceptibles de provoquer l’apparition de souches résistantes aux médicaments. Des expériences conçues pour créer des bactéries résistantes ont révélé que très peu de cellules étaient capables de supporter le traitement et de transmettre ainsi leurs avantages à la génération suivante de bactéries.
Caparon a expliqué qu'il restait encore beaucoup de chemin à parcourir avant que les OGM ne soient disponibles dans les pharmacies locales. Caparon, Hultgren et Almqvist ont breveté le composé utilisé dans l'étude et l'ont concédé sous licence à une société, QureTech Bio, dans laquelle ils détiennent une participation, dans l'espoir de pouvoir collaborer avec une société capable de gérer le développement pharmaceutique et les essais cliniques pour éventuellement mettre les OGM sur le marché.
Hultgren a déclaré que le type de science collaborative qui a donné naissance aux OGM est ce qui est nécessaire pour traiter des problèmes insolubles comme la résistance aux antimicrobiens.
« Les infections bactériennes de tous types constituent un problème de santé important. Elles deviennent de plus en plus résistantes aux médicaments et donc plus difficiles à traiter », a-t-il déclaré. « La science interdisciplinaire facilite l'intégration de différents domaines d'étude qui peuvent conduire à de nouvelles idées synergétiques susceptibles d'aider les patients. »
