Chloé Moreau
L’Organisation mondiale de la santé classe les bactéries résistantes aux antibiotiques parmi les 10 principales menaces pour la santé dans le monde. Les chercheurs sont donc à la recherche de nouveaux antibiotiques pour contrer cette résistance. Adéla Melcrová, biophysicienne à l’Université de Groningue (Pays-Bas), et ses collègues ont découvert que l’antibiotique relativement nouveau AMC-109 affecte la membrane cellulaire des bactéries en désorganisant son organisation. Cela diffère de la plupart des autres antibiotiques et pourrait ouvrir de nouvelles instructions pour les futurs traitements et le développement de médicaments. Les résultats ont été publiés dans Character Communications le 7 juillet.
AMC-109, développé à l’UiT Arctic University of Norway, a montré des résultats prometteurs en laboratoire ainsi que dans des essais cliniques contre le Staphylococcus aureus (SARM) résistant à la méthicilline, notoirement difficile à traiter. Il sera prochainement testé sur l’homme (section 3 des essais cliniques). Cependant, on ne savait pas exactement remark l’AMC-109 agit sur les bactéries. “J’ai trouvé surprenant que personne ne sache exactement comment cela fonctionnait”, déclare Melcrová. “Alors, j’ai décidé d’y jeter un œil.”
De nombreux antibiotiques fonctionnent en perçant des trous dans la membrane de la bactérie, qui forme une frontière entre l’intérieur et l’extérieur de la bactérie. Cette membrane est essentielle pour réguler ce qui entre et ce qui reste, ainsi que pour construire la paroi cellulaire protectrice autour de la bactérie. «Les développeurs du médicament, qui ont collaboré à cette étude, pensaient que l’AMC-109 faisait des trous dans la membrane de la bactérie, tout comme les autres antibiotiques», explique Melcrová. Mais ce n’est pas ce qu’elle a trouvé.
La désorganisation mène à la mort
Melcrová a pris la membrane de Staphylococcus aureus, extraite pour elle par le groupe de microbiologie moléculaire de l’Université de Groningue. Melcrová elle-même est basée dans le groupe de biophysique du professeur Wouter Roos, où, comme elle l’explique, « nous étudions la biologie avec des méthodes problems de la physique ». Avec son collègue Sourav Maity, Melcrová a étudié la membrane bactérienne avec un microscope à force atomique à grande vitesse (HS-AFM), qui tape rapidement le matériau avec une pointe minuscule, mesurant l’épaisseur et la rigidité du matériau.
Ce que Melcrová et Maity ont vu avec le HS-AFM étaient de petites zones d’une épaisseur de membrane as well as élevée, indiquant une sorte d’organisation structurelle. Lors de l’ajout d’AMC-109 à la membrane, ces zones as well as épaisses se sont regroupées puis dissoutes. « Un peu comme un iceberg qui fond : le matériau est toujours là, mais la framework a disparu », explique Melcrová. “Et apparemment, la perturbation de ces zones est suffisante pour entraîner la mort de la bactérie.”
Les bouquets : pour une fois une bonne selected
En collaboration avec le groupe de Dynamique Moléculaire, Josef Melcr a construit un modèle de simulation de l’interaction entre la membrane et l’antibiotique, en utilisant le champ de drive de Martini. Melcrová : “Alors que les expériences nous montrent ce qui se passe, une simulation nous permet d’interpréter ce que nous voyons.” Et ce que la simulation a montré, c’est que l’AMC-109 forme de petits amas. Par la suite, ces amas infiltrent la membrane bactérienne.
“N’importe quel médecin vous dirait que l’agrégation est une mauvaise selected”, déclare Melcrová. « Plusieurs maladies sont causées par l’agrégation de protéines : la maladie d’Alzheimer, par exemple. Mais dans ce cas, c’est une très bonne chose. À lui seul, l’AMC-109 attaquerait également les cellules humaines. Mais en s’agglomérant, certaines propriétés sont “cachées” à l’intérieur de l’AMC-109 regroupé, ce qui le rend sans threat pour le corps humain.
Booster d’autres antibiotiques
Maintenant que l’effet de l’AMC-109 sur la membrane des bactéries est as well as clair, de nouvelles possibilités de développement futur de médicaments s’ouvrent. “Par exemple”, explique Melcrová, “des médicaments pourraient être développés qui visent explicitement à désorganiser la construction membranaire”. Il existe également des preuves suggérant que la désorganisation décompose la résistance des bactéries aux antibiotiques à l’ancienne. “Ce n’est encore qu’une hypothèse”, explique Melcrová, “mais cela pourrait signifier qu’un traitement avec l’AMC-109 pourrait également renforcer l’effet d’un antibiotique “classique”.’
Quatre longues années
“Je suis heureux que ce travail soit enfin sorti”, déclare Melcrová. « Il a fallu quatre longues années de travail. Nous avons traversé beaucoup de pressure, de aggravation et de disputes, mais nous avons également apprécié les grandes découvertes et l’assemblage du puzzle de cette motion antibiotique exclusive. Le fait que l’un des collaborateurs, Josef Melcr, soit aussi mon mari signifiait que ce projet était toujours avec moi, même à la maison », dit Melcrová avec un sourire.
