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Des scientifiques ont mis au point un peptide synthétique qui peut rendre les bactéries multirésistantes à nouveau sensibles aux antibiotiques lorsqu’il est utilisé avec des antibiotiques traditionnels, ce qui laisse entrevoir la perspective d’une stratégie de traitement combiné pour lutter contre certaines infections résistantes aux antibiotiques. À lui seul, ce peptide antimicrobien synthétique peut également tuer les bactéries qui ont développé une résistance aux antibiotiques.

Un peptide synthétique

L’équipe de chercheurs dirigée par les professeurs associés Kimberly Kline et Mary Chan, a développé un peptide antimicrobien connu sous le nom de CSM5-K5 comprenant des unités répétées de chitosane, un sucre présent dans les coquilles de crustacés qui présente une ressemblance structurelle avec la paroi cellulaire bactérienne, et des unités répétées de l’acide aminé lysine. Les scientifiques pensent que la similarité structurelle du chitosan avec la paroi cellulaire de la bactérie aide ce peptide à interagir avec elle et à s’y intégrer, ce qui entraîne des défauts dans la paroi et la membrane qui finissent par tuer la bactérie.
L’équipe a testé ce peptide sur des biofilms, qui sont des couches gluantes de bactéries pouvant s’accrocher à des surfaces telles que des tissus vivants ou des dispositifs médicaux dans les hôpitaux, et qui sont difficiles à pénétrer pour les antibiotiques traditionnels. Tant dans les biofilms préformés en laboratoire que dans les biofilms formés sur les blessures des souris, ce peptide a tué au moins 90 % des souches de bactéries en quatre à cinq heures.
Dans des expériences distinctes, lorsque le CSM5-K5 a été utilisé avec des antibiotiques auxquels les bactéries sont résistantes, davantage de bactéries ont été tuées que lorsque le CSM5-K5 a été utilisé seul, ce qui suggère que ce peptide a rendu les bactéries sensibles aux antibiotiques. La quantité d’antibiotiques utilisée dans cette thérapie combinée était également à une concentration inférieure à celle qui est généralement prescrite.

Comment fonctionne ce peptide antimicrobien ?

Les peptides antimicrobiens, qui portent une charge électrique positive, agissent généralement en se liant aux membranes bactériennes chargées négativement, perturbant la membrane et entraînant la mort des bactéries. Plus un peptide est chargé positivement, plus il est efficace pour se lier aux bactéries et donc les tuer.
Cependant, la toxicité du peptide pour l’hôte augmente également en fonction de sa charge positive : il endommage les cellules de l’organisme hôte en tuant les bactéries. Par conséquent, les peptides antimicrobiens mis au point jusqu’à présent n’ont rencontré qu’un succès limité, a déclaré le professeur Kline.
Le peptide CSM5-K5, est capable de se regrouper pour former des nanoparticules lorsqu’il est appliqué sur des biofilms de bactéries. Ce regroupement se traduit par un effet perturbateur plus concentré sur la paroi cellulaire de la bactérie par rapport à l’activité des chaînes individuelles de peptides, ce qui signifie qu’il a une forte activité antibactérienne mais sans causer de dommages aux cellules saines.
Lors d’expériences en laboratoire, le CSM5-K5 a tué plus de 99 % des bactéries du biofilm après quatre heures de traitement. Dans les plaies infectées des souris, ce peptide a tué plus de 90 % des bactéries. Lorsque la CSM5-K5 a été utilisée avec des antibiotiques classiques, l’équipe a constaté que l’approche combinée a conduit à une réduction supplémentaire des bactéries dans les biofilms formés en laboratoire et les plaies infectées chez les souris par rapport à l’utilisation de la CSM5-K5 seule, ce qui suggère que ce peptide antimicrobien a rendu les bactéries sensibles aux médicaments auxquels elles seraient autrement résistantes.

Des souches de bactéries développaient peu ou pas de résistance

Plus important encore, l’équipe a découvert que les trois souches de bactéries étudiées (MRSA, VRE et MDR E. coli) développaient peu ou pas de résistance contre le CSM5-K5. Alors que le MRSA a développé une faible résistance contre le CSM5-K5, cela a rendu le MRSA plus sensible au médicament auquel il est autrement résistant.
Le professeur Chan a déclaré : « le développement de nouveaux médicaments ne suffit plus à lui seul pour lutter contre les infections bactériennes, car les bactéries continuent d’évoluer et sont plus malignes que les antibiotiques. Il est donc important de rechercher des moyens innovants pour lutter contre les infections bactériennes difficiles à traiter associées à la résistance aux antibiotiques et aux biofilms, en s’attaquant par exemple aux mécanismes de défense des bactéries. Une méthode plus efficace et plus économique pour lutter contre les bactéries est une approche de thérapie combinée comme la nôtre ».
La prochaine étape pour l’équipe est d’explorer comment une telle approche de thérapie combinée peut être utilisée pour les maladies rares ou pour les pansements des plaies.
Cette recherche a été publiée dans ACS Infectious Diseases.
Source : Nanyang Technological University
Crédit photo : RawPixel

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