Des chercheurs de l'Université McMaster ont découvert une vulnérabilité critique chez les bactéries résistantes aux médicaments : le zinc – ou son absence.
Dans une étude récente, publiée dans la revue Microbiologie naturelleles chercheurs ont découvert que le zinc joue un rôle essentiel dans la résistance aux antibiotiques de certaines des bactéries les plus dangereuses au monde.
Eric Brown, professeur au Département de biochimie et des sciences biomédicales de McMaster et chercheur principal de l'étude, affirme que priver les bactéries de certains nutriments peut provoquer d'importants changements physiologiques, les rendant de plus en plus vulnérables aux antibiotiques, y compris ceux auxquels elles résistaient autrefois.
Au cours des cent dernières années, les scientifiques ont généralement étudié les bactéries dans les conditions les plus riches imaginables. Mon laboratoire s’intéresse depuis longtemps à faire exactement le contraire : étudier les bactéries soumises à un stress nutritionnel. »
Eric Brown, professeur au Département de biochimie et des sciences biomédicales de McMaster
Pour cette étude particulière, les chercheurs ont cherché à explorer comment le stress nutritionnel pourrait éclairer de nouvelles approches pour traiter les infections résistantes à une classe d’antibiotiques importants appelés carbapénèmes.
« Les carbapénèmes sont des antibiotiques de dernier recours – des médicaments cliniquement significatifs qui sont utilisés lorsque tout le reste échoue », explique Megan Tu, doctorante dans le laboratoire de Brown et premier auteur du nouvel article. « Malheureusement, comme pour d'autres antibiotiques, leur efficacité est menacée par des gènes de résistance pour lesquels il n'existe aucune solution cliniquement disponible. »
Pour explorer de nouvelles vulnérabilités chez les microbes qui résistent à ces médicaments, les chercheurs les ont étudiés dans des environnements limités en zinc. Dans ces conditions, ils ont découvert que la capacité de la bactérie à résister aux carbapénèmes par un mécanisme commun spécifique s’accompagnait d’un « coût de remise en forme » – ou d’un compromis.
Brown, membre de l'Institut Michael G. DeGroote de recherche sur les maladies infectieuses de McMaster, suggère d'imaginer un chevalier en armure – une épée dans une main et un bouclier dans l'autre.
« C'est la bactérie », dit-il.
Lorsqu'il est privé de nutriments essentiels, comme le zinc, Brown dit que le chevalier perd la force dont il a besoin pour tenir à la fois son épée et son bouclier, et doit donc déposer son bouclier pour pouvoir tenir son épée à deux mains.
« C'est toujours très mortel, mais maintenant les défenses sont en panne », explique-t-il.
Bien qu'il puisse encore se frayer un chemin à travers les carbapénèmes entrants, Brown affirme que la perte du bouclier qu'il utilisait autrefois pour repousser d'autres antibiotiques crée de nouvelles ouvertures dans la bactérie qui peuvent être exploitées.
Et c’est exactement ce que les chercheurs ont fait.
Brown, Tu et co. ont montré qu'en résistant aux carbapénèmes dans des conditions limitées en zinc, les bactéries se laissaient largement ouvertes à l'azithromycine, l'un des antibiotiques les plus couramment prescrits dans le monde.
« Plutôt que d'identifier un nouveau médicament candidat pour traiter ces infections résistantes aux antibiotiques, nous avons identifié un compromis que nous pouvons exploiter en utilisant un médicament existant », explique Tu.
Cette étude s'est concentrée spécifiquement sur les bactéries Klebsiella pneumoniae et Pseudomonas aeruginosa – le « K » et le « P » dans « ESKAPE », une liste mondialement reconnue des six agents pathogènes bactériens les plus mortels et les plus résistants aux médicaments.
Il est intéressant de noter que les deux microbes étudiés sont un type de bactérie appelée « Gram négatif », qui, selon Brown, n'est pas traditionnellement affectée par l'azithromycine. En tant que tel, les chercheurs pensent que leur étude ouvre la porte à une nouvelle utilité clinique pour les anciens médicaments, tout en consolidant le stress nutritionnel comme une voie viable vers de nouvelles options de traitement pour les bactéries résistantes aux médicaments.
« Souvent, dans ce domaine de travail, la recherche peut présenter plus de questions que de réponses – et c'est d'une importance cruciale pour faire avancer les choses », explique Brown. « Mais cette étude est l'un de ces rares cas qui aboutissent à une conclusion éclatante : on peut traiter certains médicaments résistants aux médicaments. Cléb et Pseudomonas infections à l'azithromycine.
