Dans une avancée significative, des chercheurs dirigés par l'UC San Diego ont identifié une faiblesse critique des bactéries résistantes aux antibiotiques, offrant de nouvelles possibilités pour lutter contre la résistance aux médicaments sans produits chimiques nocifs.
Des chercheurs de l’Université de Californie à San Diego, en collaboration avec des collègues de l’Université d’État de l’Arizona et de l’Université Pompeu Fabra en Espagne, ont découvert une vulnérabilité critique chez les bactéries résistantes aux antibiotiques. Cette découverte ouvre une nouvelle voie pour lutter contre la crise sanitaire mondiale posée par les infections résistantes aux antibiotiques sans recourir à des produits chimiques nocifs ou à de nouveaux antibiotiques.
Selon les estimations, les infections mortelles résistantes aux antibiotiques, qui ont fait plus d’un million de morts par an entre 1 et 1990, devraient presque doubler d’ici 2021. Pour tenter de faire face à cette menace croissante, Gürol Süel, professeur de biologie moléculaire à l’UC San Diego, et son équipe ont étudié en profondeur les mécanismes de l’infection bactérienne.
Leur étude, publié dans Science Advances, a exploré pourquoi les mutants résistants aux antibiotiques des bactéries, comme la bactérie commune du sol Bacillus subtilis, ne dominent pas malgré leur avantage de survie. La recherche a révélé que si la résistance aux antibiotiques offre des avantages en termes de survie, elle impose également une charge physiologique importante aux bactéries, les empêchant de devenir dominantes.
« Nous avons découvert le talon d’Achille des bactéries résistantes aux antibiotiques. Nous pouvons tirer parti de ce coût pour freiner l’apparition de la résistance aux antibiotiques sans médicaments ni produits chimiques nocifs », a déclaré Süel dans un communiqué. communiqué de presse.
Au cœur de leur étude se trouvaient les ribosomes, structures cellulaires essentielles responsables de la synthèse des protéines et de la traduction du code génétique, et leur dépendance aux ions magnésium. Les chercheurs ont découvert que les variantes ribosomiques résistantes aux antibiotiques entrent en compétition avec les molécules d'ATP pour ces ions, ce qui conduit à une lutte préjudiciable autour des ressources limitées en magnésium au sein de la cellule.
Cette compétition entrave particulièrement la croissance du variant ribosomique L22 résistant aux antibiotiques, contrairement à son homologue non résistant.
« Alors que nous pensons souvent que la résistance aux antibiotiques est un avantage majeur pour la survie des bactéries, nous avons découvert que la capacité à faire face à la limitation en magnésium dans leur environnement est plus importante pour la prolifération bactérienne », a ajouté Süel.
Cette découverte majeure ouvre la voie à des tactiques innovantes pour lutter contre les bactéries résistantes aux antibiotiques. En chélatant les ions magnésium, il pourrait être possible d’inhiber sélectivement ces souches résistantes sans affecter les bactéries bénéfiques.
« Nous démontrons que grâce à une meilleure compréhension des propriétés moléculaires et physiologiques des bactéries résistantes aux antibiotiques, nous pouvons trouver de nouvelles façons de les contrôler sans utiliser de médicaments », a ajouté Süel.
Dans une avancée distincte mais connexe, Süel et les membres de son équipe de l'Université de Chicago ont introduit une dispositif bioélectronique qui exploite l'activité électrique naturelle de certaines bactéries cutanées, offrant une autre approche sans médicament pour gérer les infections. Cet appareil cible Staphylococcus epidermidis, généralement associée aux infections contractées à l’hôpital et à la résistance aux antibiotiques.
« Nous manquons d’antibiotiques efficaces, et leur utilisation effrénée au fil des décennies a entraîné leur propagation dans le monde entier, de l’Arctique aux océans et à nos eaux souterraines », a ajouté Süel. « Des alternatives non médicamenteuses au traitement des infections bactériennes sont nécessaires, et nos deux études les plus récentes montrent comment nous pouvons effectivement parvenir à contrôler sans médicament les bactéries résistantes aux antibiotiques. »
L’impact potentiel de ces découvertes est de grande portée, offrant une lueur d’espoir dans la lutte contre les superbactéries résistantes aux antibiotiques et soulignant l’importance des approches innovantes dans la médecine moderne.