Les antibiotiques sont la pierre angulaire de la médecine moderne : sans eux, toute personne souffrant de plaies ouvertes ou devant subir une intervention chirurgicale serait exposée à un risque constant d’infections dangereuses. Pourtant, nous sommes toujours confrontés à une crise mondiale des antibiotiques, alors que de plus en plus de souches bactériennes résistantes apparaissent, tandis que le rythme de découverte de nouveaux antibiotiques est beaucoup plus lent.
Mais il y a des raisons d’espérer : 70 % de tous les antibiotiques actuellement autorisés sont dérivés d’actinobactéries présentes dans le sol, et la plupart des environnements sur Terre n’ont pas encore été prospectés à leur recherche.
Ainsi, concentrer la recherche sur les actinobactéries dans d’autres habitats est une stratégie prometteuse, surtout si cela devait permettre de produire de nouvelles molécules qui ne tuent pas les bactéries ni ne les empêchent de se multiplier, mais réduisent seulement leur « virulence » ou leur capacité à provoquer des maladies. En effet, il est difficile pour les souches pathogènes ciblées de développer une résistance dans ces conditions, tandis que ces composés antiviraux sont également moins susceptibles de provoquer des effets secondaires indésirables.
« Nous montrons ici comment des tests de criblage avancés peuvent identifier l’antivirulence et les métabolites antibactériens à partir d’extraits d’actinobactéries », a déclaré le Dr Päivi Tammela, professeur à l’Université d’Helsinki, en Finlande, et auteur correspondant d’un nouveau rapport. étude dans Frontières de la microbiologie.
« Nous avons découvert un composé qui inhibe la virulence d’E. coli entéropathogène (EPEC) sans affecter sa croissance, et un composé inhibiteur de croissance, tous deux dans des actinobactéries de l’océan Arctique. »
Criblage automatisé de composés candidats
Tammela et ses collègues ont développé une nouvelle série de méthodes permettant de tester simultanément l’effet antiviral et antibactérien de centaines de composés inconnus. Ils ont ciblé une souche EPEC qui provoque une diarrhée grave, voire mortelle, chez les enfants de moins de cinq ans, en particulier dans les pays en développement.
L’EPEC provoque des maladies en adhérant aux cellules de l’intestin humain. Une fois qu’il adhère à ces cellules, l’EPEC injecte des « facteurs de virulence » dans la cellule hôte pour détourner son mécanisme moléculaire et finalement la tuer.
Les composés testés proviennent de quatre espèces d’actinobactéries, isolées à partir d’invertébrés prélevés dans la mer Arctique au large du Svalbard lors d’une expédition du navire de recherche norvégien « Kronprins Haakon » en août 2020. Ces bactéries ont ensuite été cultivées, leurs cellules extraites et leur contenu séparé en fractions. Chaque fraction a ensuite été testée in vitro, contre les EPEC adhérant à des cellules cancéreuses colorectales cultivées.
Les chercheurs ont découvert deux composés inconnus dotés d’une forte activité antivirale ou antibactérienne : l’un provenant d’une souche inconnue (appelée T091-5) du genre Rhodococcus, et l’autre d’une souche inconnue (T160-2) de Kocuria.
Puissants effets antivirulence
Les composés ont montré deux types d’activité biologique complémentaires. D’abord, en inhibant la formation de ce que l’on appelle des « socles d’actine » par les bactéries EPEC, une étape clé par laquelle ce pathogène se fixe à la paroi intestinale de l’hôte. Ensuite, en inhibant la liaison des EPEC au récepteur Tir à la surface de la cellule hôte, une étape nécessaire pour reprogrammer ses processus intracellulaires et provoquer la maladie.
Contrairement aux composés de T160-2, le composé de T091-5 n’a pas ralenti la croissance des bactéries EPEC. Cela signifie que T091-5 est la souche la plus prometteuse des deux, car EPEC est moins susceptible de développer une résistance à ses effets antiviraux.
Grâce à des techniques analytiques avancées, les auteurs ont déterminé que le composé actif du T091-5 était très probablement un phospholipide : une classe de molécules contenant du phosphore gras qui jouent un rôle important dans le métabolisme cellulaire.
« Les prochaines étapes sont l’optimisation des conditions de culture pour la production de composés et l’isolement de quantités suffisantes de chaque composé pour élucider leurs structures respectives et étudier plus en détail leurs bioactivités respectives », a déclaré Tammela.
Plus d’informations :
Bioprospection d’inhibiteurs de la virulence des EPEC à partir de métabolites d’actinobactéries marines de la mer Arctique, Frontières de la microbiologie (2024). DOI : 10.3389/fmicb.2024.1432475