Laitue mortelle au Missouri. Des oignons meurtriers au Colorado. Pour les biochimistes de l'Université d'Oklahoma, il ne s'agit pas que de gros titres : ce sont des avertissements sur les risques posés par les bactéries résistantes aux médicaments et sur le coût humain de l'inaction.
Le traitement des maladies chroniques et de nombreuses interventions chirurgicales nécessite des antibiotiques. Lorsque les bactéries deviendront résistantes aux antibiotiques et à d’autres médicaments, nombre de nos progrès médicaux échoueront également. »
Helen Zgurskaya, professeur de recherche George Lynn Cross, Département de chimie et de biochimie de l'OU
Zgurskaya et Valentin Rybenkov, professeur de biochimie à l'OU, dirigent un projet de 5,3 millions de dollars sur cinq ans financé par l'Institut national des allergies et des maladies infectieuses pour garantir que cela ne se produise pas. Ils visent à trouver de nouvelles façons d’administrer des médicaments vitaux directement aux agents pathogènes résistants.
Le travail est essentiel. Sans nouveaux médicaments, les experts prédisent que les bactéries résistantes aux médicaments pourraient tuer jusqu’à 2 millions de personnes par an d’ici 2050.
« Nous vivons généralement avec des bactéries ; nous dépendons d'elles pour notre santé intestinale et notre immunité », a déclaré Rybenkov. « Nous disposons également de moyens de nous défendre contre les bactéries nocives, si nécessaire. Mais il arrive parfois que nos défenses échouent. Lorsque cela se produit et qu'elles se développent plus vite que notre système immunitaire ne les tue, nous avons besoin d'antibiotiques. »
Malheureusement, la résistance bactérienne aux antibiotiques les plus courants augmente rapidement dans le monde. En octobre 2025, l’Organisation mondiale de la santé a signalé que la résistance aux antibiotiques augmentait de 15 % par an et que jusqu’à 1 infection bactérienne sur 6 était résistante. En Asie du Sud-Est et en Méditerranée orientale, ce chiffre est plus proche de 1 sur 3.
Dans leur recherche de remèdes, Zgurskaya et Rybenkov se sont concentrés sur une classe de germes pathogènes appelés bactéries à Gram négatif (GNB), qui ont mis au point des méthodes élaborées pour protéger l'intérieur de leurs cellules des intrus, notamment des antibiotiques.
Contrairement aux bactéries Gram-positives, qui possèdent une membrane cellulaire, les GNB possèdent deux membranes, dont une paroi externe robuste. Les bactéries résistantes possèdent également un mécanisme d'« efflux » plus puissant : des pompes à protéines conçues pour purger les substances toxiques de l'intérieur de la cellule. Ces défenses rendent difficile l’action des classes de médicaments actuelles.
Pour trouver des failles dans les défenses du GNB, Zgurskaya et Rybenkov testent les propriétés de perméation d'environ 2 000 produits chimiques et composés contre des centaines de variantes de pompes à efflux afin d'identifier les candidats susceptibles de passer à travers les membranes d'agents pathogènes résistants aux médicaments, notamment P. aeruginosa, E. coli, K. pneumoniae et A. baumannii. Une fois qu’un premier atlas de composés viables aura été créé, les chercheurs prévoient d’étendre leurs travaux pour étudier encore plus de produits chimiques.
Ils étudient également le fonctionnement des pompes à protéines au niveau moléculaire dans le but d'identifier de nouvelles stratégies d'évitement.
« Pensez à un bateau avec un petit trou », a déclaré Zgurskaya. « Sans intervention, il coulera, lentement mais sûrement. Mais si le bateau est équipé d'une pompe à eau, il élimine tout ce qui s'accumule. C'est un mécanisme similaire chez les bactéries à Gram négatif. Notre travail, en tant que chercheurs, consiste à trouver un moyen de créer un trou et d'éteindre la pompe. »
Avec l'aide de l'apprentissage automatique, les résultats de laboratoire seront testés sur une bibliothèque encore plus grande de produits chimiques – « des centaines de milliers », a déclaré Zgurskaya – pour rechercher des modèles et des relations qui pourraient indiquer de nouvelles thérapies plus efficaces.
« Il n'existe pas de moyen simple de prédire quel type de molécule peut traverser une membrane cellulaire », a déclaré Rybenkov. « L'intelligence artificielle nous aide à naviguer dans les données. »
L'abus d'antibiotiques est souvent cité comme la principale cause de la résistance bactérienne, mais ce n'est qu'une partie de l'histoire, a déclaré Rybenkov. « Les bactéries veulent se propager ; c'est un processus naturel », a-t-il déclaré. « Notre mode de vie dépend des bactéries, mais certaines bactéries ne nous aiment pas. Pour elles, nous ne sommes que de la nourriture. »
Les chercheurs de l'OU collaborent au projet avec Paolo Ruggerone, professeur au Département de physique de l'Université de Cagliari, en Italie ; John Walker, professeur agrégé de pharmacologie et de physiologie à l'Université de Saint Louis ; et ArrePath, une société de découverte de médicaments basée à Princeton, dans le New Jersey.
