Recherchez sur tout Techno-Science.net
       
Techno-Science.net : Suivez l'actualité des sciences et des technologies, découvrez, commentez
Catégories
Techniques
Sciences
Encore plus...
Techno-Science.net
Gearbest Page Spécial sur les nouveaux clients, Grande Réduction @GearBest! promotion
Photo Mystérieuse

Que représente
cette image ?
 A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | +
Antibiotique

Introduction

Un antibiotique (du grec anti : « contre », et bios : « la vie ») est une molécule qui détruit ou bloque la croissance des bactéries. Dans le premier cas, on parle d'antibiotique bactéricide et dans le second cas d'antibiotique (Un antibiotique (du grec anti : « contre », et bios : « la vie ») est une molécule qui détruit ou bloque la croissance des bactéries. Dans...) bactériostatique. Un même antibiotique peut être bactériostatique à faible dose et bactéricide à dose plus élevée.

Un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'antibiotiques sont des molécules naturelles, fabriquées par des micro-organismes, des champignons ou d'autres bactéries. Ces derniers les produisent pour éliminer les bactéries concurrentes avec lesquelles ils sont en compétition dans leur biotope. Les antibiotiques agissent de manière spécifique sur les bactéries, en bloquant une étape essentielle de leur développement : synthèse de leur paroi, de l'ADN, des protéines, production d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.)... Ce blocage se produit lorsque l'antibiotique se fixe sur sa cible, une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui...) de la bactérie (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique, le peptidoglycane. Les...) qui participe à l'un de ces processus métaboliques essentiels. Cette interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact...) entre l'antibiotique et sa cible est très sélective, spécifique des bactéries et ces composés ne sont en général pas actifs ni sur les champignons ni sur les virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus existent sous une forme extracellulaire ou intracellulaire. Sous la forme...). Il existe aussi d'autres molécules actives sur ces autres types d'agents infectieux que l'on 'appelle des antifongiques ou des antiviraux et qui sont distincts des antibiotiques.

Généralités

Historique et importance de la découverte

Depuis l'antiquité on a pu recourir empiriquement à des moisissures se développant sur le pain, le soja (Le soja, ou soya, est une plante grimpante de la famille des Fabacées, du genre Glycine (à ne pas confondre avec la glycine, Wisteria sp.), proche du haricot, largement cultivée pour ses...) ... pour soigner des infections; c'est cependant après l'adoption de la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance...) des germes , puis sous l'impulsion de la théorie de l'évolution , que commence véritablement l'histoire de ce qui allait s'appeler les antibiotiques : les microorganismes ayant été identifiés comme causes de maladies, les scientifiques se mirent à chercher des substances qui pourraient en inhiber, partiellement ou totalement, le développement. La diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit, d'une information),...) des antibiotiques à partir de la fin des années 1940 eut un impact considérable sur la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) des populations, la pratique médicale et la recherche scientifique (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...). Leur utilisation en médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son fonctionnement normal (physiologie), et...) vétérinaire ainsi qu'en agriculture conduisirent à des changements également conséquents .

Origine de la dénomination "antibiotique"

Si le terme d'antibiose fut proposé en 1889 par Paul Vuillemin , en opposition au phénomène de symbiose (La symbiose est une association intime et durable entre deux organismes hétérospécifiques (espèces différentes), parfois plus. Les organismes sont qualifiés de symbiotes, ou, plus rarement symbiontes ; le...), pour décrire le phénomène d'antagonisme entre deux espèces microbiennes ,la paternité du terme antibiotique ( sous forme adjective ou substantive )est discutée : certains en créditent René Dubos ( dès 1940 )[2] , d'autresSelman A. Waksman ( en 1941 suite à sa découverte de la streptomycine qualifiée par lui de "médicament (Un médicament est une substance ou une composition présentée comme possédant des propriétés curatives, préventives ou administrée en vue...) antibiotique"; voire même dès 1932 [3])

Waksman proposa en 1947 les définitions suivantes afin de diminuer les ambiguïtés sur le sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant du...) du terme antibiotique:

  • antibiotique : « inhibition de la croissance ou des activités métaboliques de bactéries ou d'autres micro-organismes par une substance chimique d'origine microbienne »
  • une substance antibiotique ou un antibiotique: « une substance chimique d'origine microbienne, possédant des propriétés antibiotiques »

L'apparition d'antibiotique de synthèse mena à une nouvelle définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les définitions nominales.) énoncée en 1957 par Turpin et Velu :

« Tout composé chimique ,élaboré par un organisme vivant ou produit par synthèse ,à coefficient (En mathématiques un coefficient est un facteur multiplicatif qui dépend d'un certain objet, comme une variable (par exemple, les coefficients d'un polynôme), un espace...) chimiothérapeutique élevé dont l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) thérapeutique (La thérapeutique (du grec therapeuein, soigner) est la partie de la médecine qui étudie et applique le traitement des maladies.) se manifeste à très faible dose ,d'une manière spécifique, par l'inhibition de certains processus vitaux, à l'égard des virus,des micro-organismes ou même de certaines cellules des êtres pluricellulaires »

On relèvera dans cette définition la mention d'usages à destination non seulement de bactéries, mais aussi de virus , et même d'êtres pluricellulaires qui pourrait surprendre tant les récentes campagnes à destination du public - du moins en France - ont rappelé la destination exclusivement antibactérienne des antibiotiques. De nos jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure...) plusieurs définitions coexistent, elles différent par la présence ou non des concepts de toxicité (La toxicité (du grec τοξικότητα toxikótêta) est la mesure de la capacité d’une substance à provoquer des effets...) sélective, d'origine bactérienne et de limitation de cible aux seules bactéries.

De manière simplifiée un antibiotique sera « une substance chimique organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.) d'origine naturelle ou synthétique inhibant ou tuant les bactéries pathogènes à faible concentration et possédant une toxicité sélective » d'un point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) médical ou sera synonyme de substance anti-bactérienne pour la plupart des microbiologistes ou chimistes.

En médecine humaine, il est possible de voir la dénomination « antibiotiques anti-fongiques » pour des classes pharmaceutiques ayant un spectre d'action large comprenant bactéries et champignons.

Différence d'avec les antiseptiques...

Les antiseptiques ne sont pas des antibiotiques. Leur fonction est de tuer un maximum de germes (bactéries, champignons, virus), leur mode d'action n'est pas spécifique, ils ne s'utilisent que localement en application externe et mal employés (trop concentrés par exemple) ils peuvent provoquer des lésions et/ou retarder la cicatrisation.

L'invention des antibiotiques et de leurs usages

Certaines observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés....), fortuites ou provoquées, incitèrent différents scientifiques à identifier des bactéries inoffensives qui pourraient s'opposer au développement de bactéries pathogènes. En 1877 déjà, Pasteur et Jules Joubert observèrent que l'injection (Le mot injection peut avoir plusieurs significations :) à des rats d'une solution contenant de l'anthrax ainsi que diverses bactéries du sol ne conduisait pas les rats à développer la maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal ou végétal.) du charbon. Par ce travail , Pasteur apporta la première description claire et univoque de l'antagonisme microbien que d'autres avaient pu indiquer avant lui. En outre, il entrevit les possibilités thérapeutiques de ce phénomène. En 1887, Rudolf Emmerich montra quant à lui que des animaux auxquels on avait préalablement injecté le streptocoque (Les streptocoques (le genre Streptococcus) regroupent un vaste ensemble de microorganismes ubiquitaires et qui comprend de nombreuses espèces. En raison de leur nombre, on distingue les espèces pathogènes des...) ne développaient pas le choléra (Le choléra est une toxi-infection entérique épidémique contagieuse due à la bactérie Vibrio cholerae, ou bacille virgule, découverte par Pacini en 1854 et redécouverte par...). En 1889, Bouchard montra que l'injection de Pseudomonas aeruginosa prévenait le développement de l'anthrax chez les rats[4].

C'est en 1888 qu'une substance antibactérienne fut extraite de Bacillus pyocyaneus par E. von Freudenreich. En 1889, Rudolf Emmerich et Oscar Löw effectuent des essais cliniques sur une substance antibiotique, la pyocyanase produite par Bacillus pyocyaneus une bactérie appelée aujourd'hui Pseudomonas aeruginosa( "Bakteriolytische Enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant d'abaisser l'énergie d'activation d'une réaction et d'accélérer jusqu'à des...) als Ursache der erworbenen Immunität und die Heilung von Infectionskrankheiten durch dieselben". Zeitschr. F. Hygiene 31: 1–65. ).Instable et toxique, le médicament fut abandonné (mais connut quelques applications sous forme de pommade (Une pommade est une préparation semi solide destinée à être appliquée le plus souvent sur la peau. Il existe aussi des pommades pour application sur les muqueuses (par exemple les yeux)....) pour les dermatoses)[5].

Plusieurs centaines d'exemples d'antagonisme microbien furent ainsi mis en évidence sans avoir de suite pratique [6].Cela est en partie dû à l'attention accordée alors à une autre voie de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) ,chimiothérapique , suite à la découverte du Salvarsan. Par ailleurs l'utilisation thérapeutique des bactériophages ,récemment découverts, semblait également à l'époque une voie prometteuse .

Le premier antibiotique identifié fut la pénicilline. Si dès la fin du XIXe siècle Ernest Duchesne découvrit les propriétés curatives de Penicillium glaucum , la découverte de la pénicilline est à mettre au crédit de Sir Alexander Fleming qui s'aperçut en 1928 que certaines de ses cultures bactériennes dans des boîtes oubliées avaient été contaminées par les expériences de son voisin de paillasse étudiant le champignon penicillium notatum. Mais l’importance de cette découverte, ses implications et ses utilisations médicales ne furent comprises et élaborées qu’après sa redécouverte, entre les deux grandes guerres notamment suite aux travaux de Howard Walter Florey, Ernst Chain, et Norman Heatley en 1939 .

En 1932 Gerhard Domagk chez Bayer AG met au point le Prontosil, un sulfamidé, le premier antibiotique de synthèse. C'est toutefois La redécouverte subséquente des travaux de J. et Th. Tréfouel, F. Nitti parus en 1935 qui ouvrira effectivement la voie à la sulfamidothérapie .

René Dubos isole en 1939 la tyrothricine (un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de...) de tyrocidine et de gramicidin) à partir du Bacillus brevis dont il avait observé l'action antibactérienne .L'importance de cette découverte ne fut pas tant d'ordre thérapeutique que théorique : si la gramicidine fut effectivement le premier antibiotique commercialisé , son utilisation fut limitée à une application locale -en topique -; toxique en intraveineuse,la gramicidine s'avéra par contre très efficace pendant le second conflit mondial pour guérir les blessures et les ulcères . Comme Howard Florey lui-même devait le rappeler plus tard , la découverte de la gramicidine fut une étape déterminante en cela qu'elle encouragea les recherches autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco,...) des applications thérapeutiques de la pénicilline qui avaient souffert jusque là de plusieurs déconvenues.

En 1944 Selman A. Waksman , Albert Schatz et E. Bugie découvrent la streptomycine,le premier antibiotique ayant un effet sur le bacille de Koch ,rendant ainsi possible le traitement de la tuberculose (La tuberculose est une maladie infectieuse transmissible et non immunisante, avec des signes cliniques variables. Elle est provoquée par une mycobactérie du complexe tuberculosis correspondant à différents germes...) .

En 1952 commercialisation sous la marque Ilosone® del' érythromycine nouvellement isolée par J. M. McGuire, de la firme Eli Lilly .

En 1956 est découverte la vancomycine

Développement des quinolones à partir de 1962 puis des fluoroquinolones dans les années 1980 .

À partir de 2000, mise sur le marché de la Linezolide (approuvée par la FDA le 18 avril 2000).


Le premier antibiotique (de synthèse) a ouvert une voie nouvelle dans la lutte contre de nombreuses maladies qui étaient considérées comme incurables auparavant. Les antibiotiques ont augmenté l'espérance de vie (L'espérance de vie est une donnée statistique. Elle est censée permettre de connaître la durée de vie moyenne qu'on peut espérer atteindre à un moment donné. Cette statistique est...) d'environ 15 ans, à ceux qui y ont accès. Comparativement, un médicament qui guérirait 100 % des cancers n'augmenterait l'espérance de vie (La vie est le nom donné :) que de 5 ans.

Choix de l'antibiotique à utiliser

Le choix de l'antibiotique dépend du germe (En botanique, un germe est un embryon de plante contenu dans une graine. Le terme désigne également une excroissance qui se développe depuis un...) responsable, de la localisation de l’infection et du terrain (insuffisance rénale ou hépatique, notion d’allergie (L'allergie est une réaction anormale, inadaptée, exagérée et excessive du système immunitaire de l'organisme, consécutive à un contact avec...)...). Il peut être orienté par l'antibiogramme : le germe responsable est mis en culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :) dans une boîte de gélose Müller-Hinton contenant plusieurs pastilles d’antibiotiques qui vont inhiber plus ou moins le développement du micro-organisme (Les micro-organismes ou microbes sont des organismes vivants microscopiques (invisible à l'œil nu) et qui ne peuvent donc être observés qu'à l'aide d'un microscope.), ce qui permet de comparer la sensibilité des bactéries à tel ou tel antibiotique.

un antibiogramme

Certains antibiotiques sont bactéricides, c’est-à-dire, tuent les bactéries. D’autres ne sont que bactériostatiques, c’est-à-dire empêchant le développement du germe.

Les paramètres d'activité d'un antibiotique

De nombreux paramètres sont à prendre en compte pour définir l'activité d'un antibiotique sur un germe.

  • Le spectre d'activité d'un antibiotique est la liste des espèces bactériennes sur lesquelles un antibiotique agit. Le spectre est propre à chaque antibiotique, et peut varier dans le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) suite à l'apparition de résistance bactériennes.
  • La Concentration Minimale Inhibitrice (CMI) correspond à la concentration minimale d'antibiotique permettant d'inhiber (bactériostase) totalement la multiplication (La multiplication est l'une des quatre opérations de l'arithmétique élémentaire avec l'addition, la soustraction et la division .) bactérienne, après 18 à 24 heures (L'heure est une unité de mesure  :) de contact à 37 ° .
    • La CMI50 est la plus faible concentration inhibant, en 18 à 24 heures la multiplication de 50 % des bactéries.
    • La CMI90 est la plus faible concentration inhibant, en 18 à 24 heures la multiplication de 90 % des bactéries.
  • La Concentration Minimale Bactéricide (CMB) est la plus faible concentration permettant de détruire (bactéricidie) 99,9 % des bactéries après 18 à 24 heures de contact avec l'antibiotique.
  • La CMI et la CMB sont caractéristiques d'un antibiotique pour une souche donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction, d'un...).
    • Quand le rapport CMB / CMI = 1, l'antibiotique est dit "bactéricide absolu"
    • Quand le rapport CMB / CMI proche de 1, l'antibiotique est dit "bactéricide"
    • Quand le rapport CMB / CMI > 2 l'antibiotique est dit "bactériostatique"

En dépit d'efforts de standardisation des méthodes de détermination des CMI, il subsiste des différences d'un auteur à l'autre.
Divers facteurs peuvent jouer : Composition des milieux, taille de l'inoculum, souches de phénotypes différents, etc.

  • L'index thérapeutique sérique est prédictif de l'efficacité clinique d'un antibiotique. Il est égale à Cmax / CMI50, la Cmax étant la concentration maximale sérique ou pic sérique.
  • Le temps d'antibiotique utile est la durée pendant laquelle la concentration sérique d'un antibiotique donné est supérieure à sa CMI pour un geme donné.
  • Le Tmax est le temps qu'il faut attendre pour atteindre la Cmax.
  • La Cmax est la concentration sérique maximale atteinte après l'administration de l'antibiotique.
  • La surface sous la courbe (En géométrie, le mot courbe, ou ligne courbe désigne certains sous-ensembles du plan, de l'espace usuels. Par exemple, les droites, les segments, les lignes polygonales et les cercles sont des courbes.) est un très bon indicateur de l'activité d'un antibiotique. On trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le champ magnétique à petite échelle du Soleil et la géométrie du plasma coronal, à...) la courbe de l'évolution de la concentration de l'antibiotique dans le temps ; on place la ligne horizontale qui correspond à la CMI90. La surface sous la courbe est celle comprise entre la courbe des concentration et la ligne de la CMI90. La surface sous la courbe est propre à UN antibiotique pour UN germe donné.

Les familles d’antibiotiques

Il existe plus de 10 000 molécules antibiotiques, mais seulement une centaine, dont un quart sont des pénicillines, sont efficaces et utilisables pour des applications thérapeutiques. Les autres sont trop toxiques, trop instables ou ont une biodisponibilité insuffisante chez l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est appelé un garçon,...). La plupart des antibiotiques sont des produits naturels, synthétisés par des procaryotes, des champignons, des végétaux supérieurs, des animaux ou des lichens.

Des médicaments, mais pas seulement

Les bactéries étant responsables d'infections chez l'homme ou chez l'animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de...), certains antibiotiques sont utilisés en thérapeutique comme médicaments. Il existe un grand nombre d'antibiotiques naturels, mais tous ne sont pas utilisées en thérapeutique, soit en raison d'effets secondaires, soit parce qu'ils sont éliminés rapidement par l'organisme ou mal assimilés (faible biodisponibilité), soit enfin parce que les bactéries pathogènes y sont devenues résistantes.

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0. Vous pouvez soumettre une modification à cette définition sur cette page.

La liste des auteurs de cet article est disponible ici.