Un chercheur du Collège de médecine de l'Université d'Arizona à Tucson a reçu une subvention de 1,9 million de dollars des National Institutes of Health pour poursuivre ses recherches visant à découvrir les mystères du cuivre, en particulier comment il peut être exploité pour tuer les bactéries nocives et autres micro-organismes.
Nous avons commencé à utiliser le cuivre il y a des dizaines de milliers d’années pour réduire les infections bactériennes. Les gens conservaient leur nourriture dans des pots en cuivre, ce qui permettait de réduire la détérioration. Il a été démontré que les poignées de porte en cuivre réduisent les infections nosocomiales. Nous trouvons encore plus de choses qu’il peut faire. »
Michael DL Johnson, PhD, professeur agrégé d'immunobiologie
Johnson a déclaré qu'il espérait que l'une de ces nouvelles utilisations potentielles pourrait constituer l'épine dorsale d'un antibiotique de nouvelle génération ; cependant, pour établir une base solide pour la recherche pharmaceutique, son laboratoire vise en premier lieu à en apprendre davantage sur ce qui rend le cuivre toxique pour les bactéries. La recherche est rendue possible grâce à une subvention R35, réservée aux scientifiques ayant des antécédents de recherche exceptionnels et le potentiel d'apporter des contributions majeures à leurs domaines.
En utilisant Streptococcus pneumoniae En tant qu'organisme modèle, Johnson et son équipe tenteront de découvrir ce qui rend les cellules bactériennes vulnérables au cuivre.
« C'est un pathogène assez important. Plus d'un million de personnes meurent chaque année à cause de ces bactéries », a-t-il déclaré, faisant référence aux bactéries qui peuvent provoquer des infections dans les poumons, le cerveau, le nez et le sang. « Notre laboratoire souhaite comprendre comment il fonctionne. Notre façon d'y parvenir est de comprendre comment il se nourrit. »
Le corps humain utilise des minéraux tels que le fer et le calcium, que nous obtenons de notre alimentation, pour maintenir les processus corporels en marche. Les bactéries ne sont pas différentes dans la mesure où elles ont besoin de minéraux pour fonctionner, mais le cuivre, essentiel dans l’alimentation humaine, peut être toxique pour les bactéries.
« Il y a certains minéraux dont les bactéries ne veulent pas en excès, et c'est là que le cuivre entre en jeu », a déclaré Johnson, membre de l'Institut BIO5. « Il existe de nombreuses façons de transformer le cuivre en arme. Nous essayons d'étudier comment notre corps utilise le cuivre comme mécanisme pour tuer les agents pathogènes. »
Johnson pense qu'en inondant l'environnement des bactéries avec un excès de cuivre, les chercheurs pourraient être en mesure de les inciter à construire des protéines essentielles avec les mauvais matériaux.
« Le cuivre peut déplacer le fer, le manganèse ou d'autres métaux et inactiver les protéines », a-t-il déclaré. « Ce serait comme si j'essayais de démarrer la voiture de ma femme avec ma clé. Ça ne marche pas. »
Johnson s'appuiera sur ses études précédentes pour étudier comment S. pneumoniae réagit au cuivre et complète les études parallèles réalisées dans son laboratoire pour en savoir plus sur le cuivre en tant qu'antimicrobien. Il a déclaré que son objectif était de démêler exactement ce qui rend le cuivre toxique pour S. pneumoniae et utilisez ces informations pour tirer des conclusions sur des bactéries similaires.
« Toutes les bactéries sont différentes, mais certains systèmes essentiels à la mission sont les mêmes d'une bactérie à l'autre. La manière dont ils traitent certains de ces métaux est presque identique », a-t-il déclaré. « Ce que j'étudie peut être appliqué à d'autres bactéries, mais nous devons d'abord comprendre le mécanisme de base du fonctionnement de ces choses. »
Johnson a déclaré que même si de nouveaux antibiotiques tardent à être développés et approuvés, la résistance aux antibiotiques est en augmentation parmi les agents pathogènes, ce qui signifie que les infections qui étaient autrefois facilement guéries avec des médicaments pourraient un jour redevenir mortelles. Les Centers for Disease Control and Prevention considèrent la résistance aux antibiotiques comme un danger pour la santé publique, avec des résistances aux médicaments S. pneumoniae classé comme « menace sérieuse ».
« Les bactéries sont très rusées. Elles muteront pour vaincre les antibiotiques », a déclaré Johnson.
« Notre corps a évolué pour utiliser le cuivre pour tuer les bactéries, et à ce jour, le cuivre est toujours toxique. Nous voulons profiter de cela pour aider les personnes souffrant d'infections potentiellement mortelles. »
Cette recherche est soutenue par l'Institut national des sciences médicales générales, une division des National Institutes of Health, sous le prix no. R35GM128653.
