Il y a vingt ans, Fredrik Almqvist, professeur de chimie organique à l’université d’Umeå en Suède, s’est vu demander par ses collaborateurs de l’université de Washington à Saint-Louis, aux États-Unis, de concevoir un composé capable de prévenir les infections des voies urinaires, souvent causées par des bactéries à Gram négatif.
L’équipe de Fredrik Almqvist a créé plusieurs composés dont les effets ont ensuite été examinés.
Plutôt que de contrôler l’adhérence des bactéries à Gram négatif, ils ont découvert que certains des composés étaient très efficaces pour tuer diverses bactéries à Gram positif. Il s’agit notamment de souches multirésistantes classées comme des menaces préoccupantes.
Les chercheurs ont distingué un composé, qu’ils ont nommé PS757. Les tests en laboratoire ont montré que le PS757 était efficace contre le Staphylococcus aureus, ou staphylocoque doré, résistant à la méthicilline (SARM), l’Enterococcus faecalis (ERV) résistant à la vancomycine, le Streptococcus pneumoniae multirésistant et le Streptococcus pyogenes du groupe A, résistant à l’érythromycine (S. pyogenes), entre autres.
Ils ont également étudié l’effet du PS757 sur S. pyogenes, une bactérie potentiellement mangeuse de chair, chez l’animal.
Tue les bactéries « mangeuses de chair »
S. pyogenes peut être à l’origine d’un large éventail d’infections, allant d’infections localisées bénignes à des infections potentiellement mortelles des tissus mous, ou fasciite nécrosante.
Dans une étude animale publiée vendredi dans Science Advances, les chercheurs ont montré que le composé peut aider à contrôler la propagation de la bactérie mangeuse de chair chez les rats et faciliter la guérison.
Les rats auxquels le PS757 a été injecté dans la peau présentaient moins d’ulcères mineurs et de plaies ouvertes. Ils ont également guéri plus rapidement que ceux qui n’avaient pas été traités avec le composé.
S. pyogenes provoque des plaies où la chair semble dévorée par les bactéries, en libérant des toxines qui tuent les tissus mous. Ces plaies sont traitées avec des antibiotiques et des interventions chirurgicales pour retirer les tissus infectés.
L’étude animale n’a pas évalué les effets du PS757 sur d’autres infections bactériennes. Toutefois, les études antérieures menées en laboratoire par l’équipe de recherche ont montré que le composé était efficace contre d’autres bactéries Gram-positives.
Les antibiotiques actuels contre S. pyogenes combattent les infections en bloquant les toxines de la bactérie. Cependant, la résistance aux antibiotiques est en augmentation. Des expériences en laboratoire ont montré que le PS757 était aussi efficace que les antibiotiques conventionnels tels que la vancomycine et la clindamycine pour tuer S. pyogenes.
Dans la fasciite nécrosante causée par S. pyogenes, « la clindamycine est le médicament de choix en raison de sa capacité à supprimer la production d’exotoxines puissantes », a déclaré par courriel à Epoch Times le Dr Dennis Stevens, professeur de médecine à la division des allergies et des maladies infectieuses de l’université de Washington, qui n’a pas participé à l’étude.
La résistance à la clindamycine a été signalée en Chine, au Royaume-Uni et aux États-Unis, et le linézolide, un autre antibiotique, est une alternative utile, a-t-il déclaré.
Le Dr Stevens a indiqué que l’étude avait utilisé une souche de S. pyogenes rarement associée au choc toxique ou à l’infection nécrosante.
« Le modèle semble prometteur. Aucune étude de toxicité n’a encore été réalisée », a-t-il déclaré à Epoch Times.
Bien que le composé soit loin d’être prêt à être transformé en produit pharmaceutique, les auteurs espèrent qu’en poursuivant leurs recherches, ils seront en mesure de créer une nouvelle classe d’antibiotiques pour traiter diverses infections bactériennes résistantes aux médicaments.
Un tueur de bactéries Gram-Positives de grande envergure
Fredrik Almqvist a conçu le composé en le faisant imiter un peptide bactérien.
Avec ce peptide comme base, lui et son équipe ont ajouté divers composants pour modifier les propriétés du composé. Le composé PS757 est leur dernière variation.
« Ils agissent contre un large spectre de bactéries Gram-positives, dont celles pour lesquelles on était déjà à court d’antibiotiques pour un traitement, comme l’ERV et le SARM », a déclaré à Epoch Times Michael Caparon, professeur de microbiologie moléculaire à l’université de Washington et l’un des principaux auteurs de l’étude.
Les bactéries peuvent être divisées en deux grandes classes : les bactéries à Gram positif et les bactéries à Gram négatif. Les bactéries à Gram négatif possèdent une membrane externe supplémentaire, alors que les bactéries à Gram positif n’en ont pas.
« Jusqu’à présent, l’effet bactéricide sur les bactéries de type sauvage n’a été observé qu’avec les bactéries à Gram positif, mais nous sommes presque certains de pouvoir développer davantage [les composés] et d’affecter les bactéries à Gram négatif », a déclaré Fredrik Almqvist à Epoch Times.
Selon Michael Caparon, le PS757 possède plusieurs propriétés uniques qui pourraient le rendre plus efficace que d’autres antibiotiques si les recherches aboutissent.
« Ces propriétés sont particulièrement efficaces contre ce que l’on appelle les cellules persistantes, c’est-à-dire les bactéries vivantes qui ont cessé de se développer. »
La plupart des antibiotiques disponibles sur le marché tuent les bactéries qui se développent et se répliquent activement. Ils sont inefficaces contre les bactéries qui ne se développent pas, ce qui peut contribuer à la résistance bactérienne.
Lorsqu’une population bactérienne est traitée avec des antibiotiques, « environ 99 % d’entre elles » meurent, a déclaré Michael Caparon, mais un petit pourcentage de bactéries – les cellules persistantes – survivent.
« Lorsque l’antibiotique disparaît, les cellules persistantes se développent à nouveau et redémarrent l’infection », explique Michael Caparon.
Toutefois, il a également été démontré que le PS757 tue les cellules persistantes, ce qui pourrait réduire la résistance aux antibiotiques.
Un autre aspect unique du composé est qu’il peut tuer les bactéries dans les biofilms. Les biofilms sont créés lorsque des bactéries s’attachent à une surface et forment une communauté.
Les masses glissantes qui se développent dans les zones humides des salles de bains sont un exemple de biofilm.
Les bactéries présentes dans les biofilms sont plus résistantes aux antibiotiques et il faut souvent une dose plus élevée pour les tuer, mais les chercheurs ont constaté que le PS757 pouvait tuer ces bactéries du biofilm même sans augmenter la dose, a déclaré Michael Caparon.
Des développements précoces
Fredrik Almqvist et Michael Caparon ont déclaré à Epoch Times qu’il restait encore beaucoup de travail à faire avant que le composé ne soit prêt pour une utilisation pharmaceutique.
« Dans cette étude particulière, nous ne disposons pas de ce que l’on appelle le médicament candidat ; nous n’en sommes pas à ce niveau. Il s’agit plutôt d’un point de départ très intéressant vers un médicament candidat », a déclaré Fredrik Almqvist.
Il a ajouté que d’autres travaux sont nécessaires pour affiner le composé final, ainsi que d’autres recherches pour comprendre le comportement du médicament, son dosage, pourquoi et comment il tue les bactéries, et comment optimiser ses effets.
Dans le cas de certains médicaments, les chercheurs savent pourquoi le médicament fonctionne parce que ses fonctions ont été conçues dès le départ. Dans le cas du PS757, en revanche, les propriétés ont été découvertes involontairement.
Une autre façon de découvrir comment le médicament fonctionne est de rechercher les bactéries qui y sont résistantes. En comprenant pourquoi les bactéries sont résistantes, les chercheurs peuvent déterminer pourquoi le médicament fonctionne. Cependant, le PS757 a eu un tel succès qu’aucune bactérie résistante n’a encore été détectée, ce qui rend l’exploration de son mécanisme d’autant plus compliquée.
Fredrik Almqvist, Michael Caparon et l’autre auteur principal, Scott Hultgren, ont breveté le composé utilisé dans l’étude et l’ont cédé sous licence à une entreprise dans l’espoir de faciliter le développement pharmaceutique et les essais cliniques.
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