Les scientifiques ont peut-être découvert une nouvelle arme dans la lutte contre les superbactéries résistantes aux antibiotiques: des médicaments qui bloquent l'évolution bactérienne sur ses traces.
Les bactéries résistantes aux antibiotiques sont ces microbes qui survivent d'une manière ou d'une autre même sous l'assaut des méga-médicaments destinés à les tuer. Chaque année, au moins 2,8 millions de personnes aux États-Unis attrapent l'une de ces bactéries ou champignons résistants, selon les Centers for Disease Control and Prevention (CDC).
L'une des façons dont les bactéries évoluent pour devenir «résistantes aux antibiotiques» consiste à récupérer du matériel génétique flottant librement dans leur environnement. Ils incorporent ensuite les gènes récupérés dans leur propre ADN. De cette façon, les bactéries peuvent collecter des gènes excrétés par des microbes qui sont déjà résistants et ainsi gagner eux-mêmes en résistance. Mais les bactéries ne sont pas capables d'attraper des morceaux d'ADN capricieux sans le bon équipement; les "insectes" doivent d'abord entrer dans un état appelé "compétence" pour construire la machinerie nécessaire pour extraire le matériel génétique de leur environnement.
Les bactéries deviennent compétentes lorsqu'elles sont soumises à un stress, par exemple lorsqu'elles sont soumises à des traitements antibiotiques. Des études suggèrent que plusieurs classes d'antibiotiques courantes entraînent en fait la propagation de la résistance aux antibiotiques en poussant les bactéries dans un état de stress. Mais maintenant, une nouvelle étude des bactéries Streptococcus pneumoniae a mis en évidence une solution potentielle à ce problème paradoxal: des médicaments qui empêchent les bactéries de devenir compétentes en premier lieu.
Pour l'étude, publiée mardi 3 mars dans la revue Cell Host & Microbe, les chercheurs ont mis cette stratégie à l'épreuve dans un modèle de souris et ont réussi à bloquer plusieurs souches de S. pneumoniae de devenir compétent et d'échanger des gènes à l'intérieur des souris. Selon le CDC, les bactéries, qui vivent généralement dans le nez et la gorge, peuvent déclencher de graves infections si elles migrent dans la circulation sanguine, les sinus, les oreilles, les poumons ou les tissus recouvrant le cerveau ou la moelle épinière.
Les antibiotiques sont le seul traitement disponible pour ces infections, mais dans plus de 30% des cas, la S. pneumoniae les souches s'avèrent résistantes à un ou plusieurs antibiotiques. Si les médicaments dits «anti-évolution» s'avèrent sûrs chez l'homme, les médicaments pourraient peut-être aider à empêcher davantage de souches d'acquérir une résistance, ont suggéré les chercheurs.
Arrêter la propagation
Les chercheurs ont examiné plus de 1 300 médicaments pour identifier ceux qui pourraient mettre fin à la compétence. Les résultats ont montré 46 médicaments de ce type, dont des antipsychotiques, des antimicrobiens et un antipaludéen. Bien que divers, les médicaments empêchent tous la compétence à faibles doses via le même mécanisme, ont découvert les chercheurs.
«La voie de la compétence est étudiée depuis des décennies et nous connaissons tous les éléments clés», expliquent les auteurs de l'étude, Jan-Willem Veening, professeur au Département de microbiologie fondamentale de l'Université suisse de Lausanne, et Arnau Domenech, chercheur postdoctoral à Veening's. laboratoire, a déclaré Live Science dans un e-mail.
Un élément clé, connu sous le nom de force motrice de protons (PMF), permet à la cellule de produire de l'énergie, d'importer des nutriments et de transporter des cargaisons dans et hors de son corps. Lorsque les bactéries entrent dans cet état compétent, elles pompent généralement un peptide appelé CSP, qui s'accumule à l'extérieur de la cellule et déclenche la compétence (la capacité d'attraper des fragments de gènes résistants aux antibiotiques) une fois qu'il s'est accumulé au-delà d'un certain seuil.
Mais lorsqu'il est soumis à des médicaments anti-évolution, S. pneumoniae ne peut plus maintenir un PMF normal, et le transporteur qui pompe généralement les dysfonctionnements du CSP. "Comme la voie de la compétence est strictement réglementée, si le CSP n'est pas exporté, l'expression des composés clés est bloquée et la compétence est inhibée", ont déclaré Domenech et Veening.
Les auteurs ont testé l'effet de certains médicaments - un antimicrobien, un antipsychotique et un antipaludéen - sur des cultures S. pneumoniae et a constaté qu'ils ont tous bloqué la compétence en perturbant cette composante PMF. Ils ont trouvé les mêmes résultats chez les souris vivantes et dans les cellules humaines dans des boîtes de laboratoire.
"La beauté du présent travail est que nous avons trouvé plusieurs composés… qui peuvent légèrement perturber le PMF sans affecter la croissance normale de la cellule", ont ajouté Domenech et Veening.
"Cela perturbe la croissance des bactéries qui déterminent la sélection pour la résistance", a déclaré Andrew Read, professeur d'écologie et de biologie des maladies à la Pennsylvania State University, qui n'était pas impliqué dans l'étude. Si les médicaments peuvent bloquer la compétence sans conduire les cellules à développer une résistance, "alors les insectes resteront sensibles" au traitement antibiotique, a-t-il déclaré.
De futures études seront nécessaires pour déterminer si "les médicaments" anti-évolution "peuvent être utilisés de manière réaliste en combinaison avec des antibiotiques pour empêcher la propagation de la résistance aux antibiotiques", ont noté les auteurs dans leur article. "Nos prochaines étapes seront de tester si elles sont spécifiques Streptococcus pneumoniae ou s'ils peuvent également bloquer l'acquisition de résistance chez d'autres agents pathogènes humains », a déclaré Domenech et Veening à Live Science.
En développant les médicaments à usage humain, les scientifiques devront être intelligents dans la façon dont ils conçoivent les essais cliniques, a ajouté Read. "C'est un médicament" protégez la thérapeutique ", plutôt qu'une thérapeutique elle-même", ce qui signifie que le but des médicaments ne serait pas de traiter les gens, mais de prévenir la résistance, a-t-il dit.
«Au lieu de viser à tuer les insectes», comme de nombreux groupes visent à le faire avec de nouveaux antibiotiques, «cela essaie d'arrêter l'entrée de la variation génétique sur laquelle la sélection peut agir». Lu dit. "Pour moi, de grands premiers pas - allons-y."
