Une bactérie de notre intestin livre un nouvel antibiotique

Publié par Adrien le 20/08/2020 à 09:00
Source: CNRS INSB
Alors que le monde s'inquiète de la résistance croissante des bactéries aux antibiotiques, certaines solutions se trouvent en nous-mêmes. Des chercheurs, principalement basés à Grenoble et à Marseille, ont ainsi découvert qu'une bactérie présente dans notre intestin (L'intestin est la partie du système digestif qui s'étend de la sortie de l'estomac à l'anus. Chez les humains et la plupart des mammifères, il est divisé en deux parties appelées l'intestin grêle et le gros...) produisait un antibiotique (Un antibiotique (du grec anti : « contre », et bios : « la vie ») est une molécule qui détruit ou bloque la croissance des...) particulièrement intéressant: la ruminococcine C1. Elle est en effet efficace contre des souches bactériennes résistantes sans leur faire développer de nouvelles défenses, ne se dénature pas dans des conditions physiologiques et est compatible avec un développement industriel. Publiés dans la revue PNAS, ces travaux ouvrent la voie à l'exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) de toute une famille d'antibiotiques.


Représentation artistique de la structure 3D du peptide antimicrobien RumC1 résolue par résonance magnétique nucléaire. Cette structure compacte en double épingle confère à RumC1 d'importantes propriétés cliniques, dont une remarquable activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) bactéricide contre des pathogènes multirésistants aux antibiotiques courants.
© Clarisse Roblin et Matthieu Nouailler

Dans le monde (Le mot monde peut désigner :) de l'infiniment petit, les microorganismes s'affrontent et se défendent en produisant et relâchant différentes molécules dans leur environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à...) proche. Ainsi, certaines bactéries émettent des composés naturels aux propriétés antibiotiques, très intéressants pour contrer les microbes pathogènes qui développent des résistances aux médicaments. Une vaste équipe de chercheurs a donc décidé d'étudier les microorganismes présents dans notre système digestif (Le système digestif est l'ensemble des organes qui chez les animaux a pour rôle d'assurer l'ingestion et la digestion des aliments pour en...), mais inoffensifs pour nous, avec l'idée que leurs mécanismes de défense sont déjà adaptés à notre corps et n'ont pas d'effets secondaires. 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 bactéries...) Ruminococcus gnavus, produit une famille de cinq molécules antimicrobiennes, dont la ruminococcine C1 (RumC1). Les scientifiques ont synthétisé ce peptide, c'est-à-dire un polymère (Un polymère (étymologie : du grec pollus, plusieurs, et meros, partie) est un système formé par un ensemble de macromolécules de même nature chimique. Les termes...) constitué d'acides aminés, en laboratoire et découvert qu'il est un excellent candidat pour de nouveaux antibiotiques.

In vitro, RumC1 s'est montré efficace, même à très faibles doses, contre divers pathogènes liés à des infections nosocomiales et de l'intestin. Parmi eux, Enterococcus faecalis et Clostridium difficile, classés par l'OMS dans la liste des bactéries résistantes aux antibiotiques les plus préoccupantes, où l'on retrouve par exemple le staphylocoque doré (Le staphylocoque doré (Staphylococcus aureus) est l'espèce la plus pathogène du genre Staphylococcus. Elle est responsable...). Le mode d'action de RumC1, pas encore compris, n'a pas entraîné de développement de résistance chez les bactéries qu'elle cible. Le peptide est de plus actif dans des conditions mimant celles de l'intestin et n'est pas toxique pour les tissus intestinaux.

RumC1 se démarque également par sa structure en double épingle, une forme jusqu'alors inconnue chez cette famille de peptides. Sa structure très compacte permet au peptide de résister à plusieurs traitements physico-chimiques, comme les changements de pH ou encore à l'action de différentes enzymes. Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) cela signifie que RumC1 peut être administré sous forme de médicament (Un médicament est une substance ou une composition présentée comme possédant des propriétés curatives, préventives ou...), et qu'il peut être fabriqué et manipulé en grandes quantités par des procédés industriels. Les chercheurs tentent à présent de mieux comprendre l'origine de l'efficacité antibiotique de RumC1 et vont également explorer les autres molécules produites par Ruminococcus gnavus.

Ces travaux ont rassemblé une vaste équipe de chercheurs, issus de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) des Sciences Moléculaires de Marseille (ISM2, CNRS/Aix-Marseille Université/Centrale Marseille), du Laboratoire de Chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage...) et Biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire naturelle des êtres vivants (ou...) des Métaux (LCBM, CNRS/CEA/Université Grenoble Alpes), de l'Institut de Microbiologie (La microbiologie est une sous-discipline de la biologie basée sur l'étude des micro-organismes.) de la Méditerranée (IMM, CNRS/Aix-Marseille Université), du Laboratoire d'Ingénierie (L'ingénierie désigne l'ensemble des fonctions allant de la conception et des études à la responsabilité de la construction et au contrôle des équipements...) des Systèmes Macromoléculaires (LISM, CNRS/Aix-Marseille Université), de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) Technique de Kaiserslautern (Allemagne), du Centre National de Référence de la Résistance aux Antibiotiques (CHU de Besançon), du Laboratoire Chrono-Environnement (CNRS/Université de Franche-Comté), de l'Hôpital (Un hôpital est un lieu destiné à prendre en charge des personnes atteintes de pathologies et des traumatismes trop complexes pour pouvoir être traités à domicile ou dans le cabinet d'un médecin.) Laveran (Marseille), de l'Institut de Neuro-Physio-Pathologie (Faculté de 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),...), Aix-Marseille Université) et du Laboratoire de Microbiologie et Génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) Moléculaires (LMGM, CNRS/Université Paul Sabatier Toulouse).

Référence:
Clarisse Roblin, Steve Chiumento, Olivier Bornet, Matthieu Nouailler, Christina S. Müller, Katy Jeannot, Christian Basset, Sylvie Kieffer-Jaquinod, Yohann Couté, Stéphane Torelli, Laurent Le Pape, Volker Schünemann, Hamza Olleik, Bruno De La Villeon, Philippe Sockeel, Eric Di Pasquale, Cendrine Nicoletti, Nicolas Vidal, Leonora Poljak, Olga Iranzo, Thierry Giardina, Michel Fons, Estelle Devillard, Patrice Polard, Marc Maresca, Josette Perrier, Mohamed Atta, Françoise Guerlesquin, Mickael Lafond, Victor Duarte.
The unusual structure of Ruminococcin C1 antimicrobial peptide confers clinical properties.
Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 2020.
DOI: 10.1073/pnas.2004045117
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