Une nouvelle arme pour contrer la résistance aux antibiotiques
Publié par Isabelle le 04/11/2019 à 14:00
Source et illustrations: CEA IRIG

Alors que les bactéries pathogènes résistent de plus en plus aux antibiotiques, des chercheurs de notre institut ont étudié le potentiel thérapeutique de la ruminococcine C, un peptide d'origine naturelle. En plus de sa structure originale et de son mode d'action, nous montrons que cet antibiotique (Un antibiotique (du grec anti : « contre », et bios : « la vie ») est une molécule qui détruit ou bloque la croissance des...) n'est pas toxique pour les cellules humaines alors qu'il est actif contre des bactéries particulièrement nocives, sans induire de résistance.

Alors que les bactéries pathogènes résistent de plus en plus aux antibiotiques, de nouveaux médicaments doivent être mis au point (Graphie). L'OMS prédit que la résistance croissante des bactéries aux antibiotiques provoquera la mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général, incluant par exemple la mort des étoiles). Chez...) de 10 millions de personnes par an à l'horizon (Conceptuellement, l’horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre position ou situation. Ce concept simple se décline en physique, philosophie, littérature, et bien d'autres domaines :) 2050. Différents ensembles de molécules sont donc étudiés afin d'espérer développer de nouveaux médicaments. Parmi ceux-ci, la classe des bactériocines, des peptides antimicrobiens naturellement produits par les bactéries, paraît particulièrement prometteuse.

Dans le cadre du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...) RUMBA, des chercheurs de l'Irig ont caractérisé [collaboration] la ruminococcine C1 (RumC1), un peptide d'origine naturelle aux propriétés antibiotiques qui s'avère efficace contre différents pathogènes. Le travail réalisé a consisté à étudier les différentes étapes de la biosynthèse des peptides RumC afin d'optimiser leur production, de les caractériser au niveau moléculaire et structural et d'utiliser ces informations pour concevoir de nouvelles molécules antibactériennes dérivées.

RumC1 est un nouveau membre de la famille des sactipeptides qui est naturellement produit par Ruminococcus gnavus E1, une 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...) qui vit en symbiose (La symbiose est une association intime et durable entre deux organismes hétérospécifiques (espèces différentes), parfois plus. Les...) dans le 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 extraire...) humain. Les scientifiques sont parvenus à isoler ce sactipeptide à partir de contenus intestinaux et à le produire en laboratoire pour étudier sa structure et son mode d'action. Alors que la majorité des bactériocines connues détruisent les bactéries en criblant de trous leurs membranes, les chercheurs ont montré que RumC1 agit sur une cible moléculaire localisée à l'intérieur du pathogène (Le terme pathogène (du grec παθογ?νεια ! « naissance de la douleur ») signifie : qui entraîne une maladie. Les germes...). Par ailleurs, RumC1 s'avère être non toxique vis-à-vis d'un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de lignées cellulaires humaines, n'induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir l'induction de l'inducteur et de la transformer en...) pas de résistance chez les bactéries et lutte efficacement contre des pathogènes inscrits sur la liste prioritaire de l'OMS ou contre des bactéries à l'origine d'infections nosocomiales.

Les chercheurs approfondissent à présent leur découverte afin d'avancer vers la production à plus grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte une échelle escamotable de grande hauteur....) de cette molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de matière possédant les...) innovante dans la lutte contre l'antibiorésistance.


RumC1 est naturellement produite par une bactérie vivant dans notre intestin. Cette molécule n'est active qu'une fois relâchée hors de la cellule, grâce à l'action d'une 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 millions de fois les réactions...) humaine.
© Clarisse Roblin.

Projet RUMBA

Le projet RUMBA est soutenu par l'ANR depuis 2016. Il regroupe 4 partenaires: le Laboratoire 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 des espaces d'investigations communs ou proches.) 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 Métaux (Université Grenoble Alpes / CEA / CNRS), 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 (Aix-Marseille Université), l'Institut de Microbiologie (La microbiologie est la science qui étudie les micro-organismes (ou microorganismes).) de la Méditerranée (Aix-Marseille Université) et la Société ADISSEO France SAS (Commentry).
Collaboration: Laboratoire Chimie et Biologie des Métaux et Laboratoire Biologie à Grande Échelle (IRIG, CEA-Grenoble).
Sactipeptide: peptide contenant des liaisons intramoléculaires entre le soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de numéro atomique 16.) des résidus cystéine et le carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) alpha d'un autre résidu dans la séquence peptidique. La modification post-traductionnelle de la ruminococcine C1 implique une sactisynthase (enzyme radical-SAM) spécifique établissant un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets »,...) de liaisons thioéther qui crée un repliement du peptide en double épingle. Cette structure originale confère une activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) contre des pathogènes résistants ou multi-résistants.

Références publication:
Chiumento S, Roblin C, Kieffer-Jaquinod S, Tachon S, Leprètre C, Basset C, Aditiyarini D, Olleik H, Nicoletti C, Bornet O, Iranzo O, Maresca M, Hardré R, Fons M, Giardina T, Devillard E, Guerlesquin F, Couté Y, Atta M, Perrier J, Lafond M and Duarte V. Ruminococcin C, a promising antibiotic produced by a human gut symbiont. Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient...) Advances, 2019
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