Les bactéries résistantes aux antibiotiques constituent une menace croissante pour la santé publique. Chaque année, ils représentent plus de 2,8 millions d’infections, selon les Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis. Sans nouveaux antibiotiques, même les blessures et infections les plus courantes peuvent devenir mortelles.
Les scientifiques sont désormais sur le point d’éliminer cette menace, grâce à une collaboration dirigée par la Texas A&M University qui a développé une nouvelle famille de polymères capables de tuer les bactéries sans induire de résistance aux antibiotiques en perturbant la membrane de ces micro-organismes.
« Les nouveaux polymères que nous avons synthétisés pourraient aider à lutter contre la résistance aux antibiotiques à l’avenir en fournissant des molécules antibactériennes qui fonctionnent selon un mécanisme contre lequel les bactéries ne semblent pas développer de résistance », a déclaré le Dr Quentin Michaudel, professeur adjoint au Département de chimie et responsable chercheur dans la recherche, publié le 11 décembre dans le Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS).
Travaillant à l’interface de la chimie organique et de la science des polymères, le laboratoire Michaudel a pu synthétiser le nouveau polymère en concevant soigneusement une molécule chargée positivement qui peut être cousue plusieurs fois pour former une grande molécule constituée du même motif chargé répétitif à l’aide d’un motif soigneusement sélectionné. catalyseur appelé AquaMet. Selon Michaudel, ce catalyseur s’avère essentiel, car il doit tolérer une forte concentration de charges et être également soluble dans l’eau – ; une caractéristique qu’il décrit comme peu courante pour ce type de processus.
Après avoir obtenu du succès, le laboratoire Michaudel a testé ses polymères contre deux principaux types de bactéries résistantes aux antibiotiques : ; E. coli et Staphylococcus aureus (SARM) – ; en collaboration avec le groupe du Dr Jessica Schiffman de l’Université du Massachusetts Amherst. En attendant ces résultats, les chercheurs ont également testé la toxicité de leurs polymères sur les globules rouges humains.
Un problème courant avec les polymères antibactériens est le manque de sélectivité entre les bactéries et les cellules humaines lorsqu’ils ciblent la membrane cellulaire. La clé est de trouver un juste équilibre entre l’inhibition efficace de la croissance des bactéries et la destruction de plusieurs types de cellules sans discernement. »
M. Quentin Michaudel, professeur adjoint, département de chimie, Texas A&M University et chercheur principal
Michaudel attribue la nature multidisciplinaire de l’innovation scientifique et la générosité des chercheurs dévoués du campus et du pays du Texas A&M comme facteurs du succès de son équipe dans la détermination du catalyseur parfait pour leur assemblage de molécules.
« Ce projet a duré plusieurs années et n’aurait pas été possible sans l’aide de plusieurs groupes, en plus de nos collaborateurs de l’UMass », a déclaré Michaudel. « Par exemple, nous avons dû envoyer des échantillons au laboratoire Letteri de l’Université de Virginie pour déterminer la longueur de nos polymères, ce qui a nécessité l’utilisation d’un instrument dont peu de laboratoires dans le pays disposent. Nous sommes également extrêmement reconnaissants envers [biochemistry Ph.D. candidate] Nathan Williams et le Dr Jean-Philippe Pellois ici chez Texas A&M, qui ont apporté leur expertise dans notre évaluation de la toxicité contre les globules rouges. »
Michaudel indique que l’équipe se concentrera désormais sur l’amélioration de l’activité de ses polymères contre les bactéries – ; spécifiquement, leur sélectivité pour les cellules bactériennes par rapport aux cellules humaines – ; avant de passer à in vivo essais.
« Nous sommes en train de synthétiser une variété d’analogues avec cet objectif passionnant en tête », a-t-il déclaré.
L’article de l’équipe, qui présente un membre du Michaudel Lab et un doctorat en chimie Texas A&M. Le Dr Sarah Hancock ’23, diplômée en tant que premier auteur, peut être consulté en ligne avec les figures et les légendes associées. D’autres contributeurs clés du Michaudel Lab sont An Tran ’23, étudiant diplômé en chimie, le Dr Arunava Maity, chercheur postdoctoral, et le Dr Nattawut Yuntawattana, ancien chercheur postdoctoral, qui est maintenant professeur adjoint de science des matériaux à l’Université Kasetsart en Thaïlande.
Cette recherche a été financée principalement par le National Institutes of Health Maximizing Investigators’ Research Award (MIRA) de Michaudel par l’intermédiaire de l’Institut national des sciences médicales générales.
Originaire de La Rochelle, en France, Michaudel a rejoint la faculté de chimie Texas A&M en 2018 et occupe un poste conjoint au Département de science et d’ingénierie des matériaux. En plus d’un NIH MIRA en 2020, ses honneurs de carrière à ce jour comprennent un prix 2022 de développement de carrière en début de carrière (CAREER) de la National Science Foundation, un prix 2022 de l’American Chemical Society Polymeric Materials: Science and Engineering (PMSE) Young Investigator Award et un Thieme 2021. Prix des revues de chimie.
