Aux États-Unis seulement, des bactéries et des champignons résistants aux médicaments infectent près de 3 millions de personnes par an et tue environ 35 000. Les antibiotiques sont essentiels et efficaces, mais ces dernières années, une utilisation excessive a conduit certaines bactéries à développer une résistance à ceux-ci. Les infections sont si difficiles à traiter que l’Organisation mondiale de la santé a classé la résistance aux antibiotiques parmi les 10 principales menaces mondiales pour la santé publique.
Maintenant, le professeur John E. Moses du Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) a créé une nouvelle arme contre ces superbactéries résistantes aux médicaments : un antibiotique qui peut changer de forme en réarrangeant ses atomes.
Moïse a eu l’idée d’antibiotiques qui changent de forme tout en observant des chars lors d’exercices d’entraînement militaire. Avec des tourelles rotatives et des mouvements agiles, les chars pouvaient réagir rapidement à d’éventuelles menaces.
Quelques années plus tard, Moïse a découvert une molécule appelée bullvalène. Bullvalene est une molécule fluxionnelle, ce qui signifie que ses atomes peuvent changer de position. Cela lui donne une forme changeante avec plus d’un million de configurations possibles, exactement la fluidité que Moïse recherchait.
Plusieurs bactéries, dont le SARM, le VRSA et l’ERV, ont développé une résistance à un puissant antibiotique appelé vancomycine, utilisé pour tout traiter, des infections cutanées à la méningite. Moses pensait qu’il pourrait améliorer les performances antibactériennes du médicament en le combinant avec du bullvalène.
Il s’est tourné vers la chimie du clic, une classe lauréate du prix Nobel de réactions chimiques rapides et à haut rendement qui « cliquent » ensemble de manière fiable sur les molécules. Cela rend les réactions plus efficaces pour une utilisation à grande échelle.
« La chimie du clic est géniale », déclare Moses, qui a étudié ce développement révolutionnaire sous la direction du double lauréat du prix Nobel K. Barry Sharpless. « Cela vous donne la certitude et la meilleure chance que vous ayez de faire des choses complexes. »
En utilisant cette technique, Moses et ses collègues ont créé un nouvel antibiotique avec deux « ogives » de vancomycine et un centre bullvalène fluctuant.
Moses a testé le nouveau médicament en collaboration avec le Dr Tatiana Soares da-Costa (Université d’Adélaïde). Les chercheurs ont administré le médicament à des larves de teignes de la cire infectées par les ERV, qui sont couramment utilisées pour tester les antibiotiques. Ils ont découvert que l’antibiotique métamorphe était significativement plus efficace que la vancomycine pour éliminer l’infection mortelle. De plus, les bactéries n’ont pas développé de résistance au nouvel antibiotique.
Les chercheurs peuvent utiliser la chimie du clic avec des antibiotiques qui changent de forme pour créer une multitude de nouveaux médicaments, explique Moses. De telles armes contre l’infection peuvent même être la clé de la survie et de l’évolution de notre espèce.
« Si nous pouvons inventer des molécules qui signifient la différence entre la vie et la mort », dit-il, « ce serait la plus grande réussite de tous les temps ».
Plus d’information:
Alessandra Ottonello et al, Shapeshifting dimères de vancomycine liés au bullvalène comme antibiotiques efficaces contre les bactéries gram-positives multirésistantes, Actes de l’Académie nationale des sciences (2023). DOI : 10.1073/pnas.2208737120