Un nouvel antibiotique trouvé dans la mauvaise herbe commune
Les plantes sauvages pourraient être un trésor de nouveaux antibiotiques pour s'attaquer au problème mondial de la résistance aux antimicrobiens.
Des chercheurs suisses ont fait cette suggestion après avoir découvert un composé avec un nouveau type d'activité antibiotique sur la feuille du thale cress, une mauvaise herbe commune.
Beaucoup d’antibiotiques d’aujourd’hui proviennent de composés naturels fabriqués par des bactéries qui vivent dans le sol. Les bactéries les produisent pour se défendre contre d'autres micro-organismes.
Mais la nouvelle étude - maintenant publiée dans la revue Microbiologie de la nature - suggère que les plantes sauvages pourraient également être une riche source d'antibiotiques.
Les parties des plantes qui vivent au-dessus du sol sont collectivement connues sous le nom de phyllosphère. L'étude se concentre sur un «écosystème» particulier de la phyllosphère - à savoir la surface foliaire d'une mauvaise herbe commune.
Parce que cet écosystème manque de nutriments, il existe une «pression concurrentielle intense» parmi les nombreux micro-organismes qui y habitent, explique Julia Vorholt, co-auteur principal de l'étude, professeur à l'Institut de microbiologie de l'ETH Zurich en Suisse.
«En conséquence, explique-t-elle, les bactéries produisent une diversité de substances qui leur permettent de défendre leur habitat.»
Résistance aux antimicrobiens: une menace mondiale
Les antimicrobiens sont des médicaments conçus pour tuer ou arrêter la croissance de micro-organismes tels que les virus, les champignons, les bactéries, les levures et les vers parasites. Les antibiotiques sont des antimicrobiens qui ciblent les bactéries, mais le terme est souvent utilisé de manière interchangeable avec les antimicrobiens.
La résistance aux antimicrobiens se développe lorsque les micro-organismes changent en réponse aux médicaments antimicrobiens et cessent finalement d'y succomber. Cela rend plus difficile le traitement des infections qu'elles provoquent.
Notre capacité à guérir même les infections courantes est de plus en plus minée par la propagation croissante de nouveaux mécanismes de résistance aux antimicrobiens. Cela conduit à un rétablissement plus long de la maladie, à une invalidité accrue et à la mort.
Un domaine particulièrement préoccupant, par exemple, est le traitement de la tuberculose (TB). La forme hautement résistante aux médicaments de la maladie infectieuse a maintenant été trouvée dans 105 pays et est résistante à «au moins» quatre principaux médicaments antituberculeux.
Petite plante à gros potentiel
Le professeur Vorholt et ses collègues ont étudié plus de 200 espèces de bactéries qui vivent sur les feuilles de Arabidopsis thaliana, une petite plante sauvage avec les noms communs thale cress et cresson d'oreille de souris.
Arabidopsis est largement utilisé comme organisme modèle par les scientifiques intéressés par la biologie et la génétique des plantes à fleurs. Cela a conduit à une grande bibliothèque d’informations génétiques qui comprend des génomes décodés des bactéries qui colonisent la surface des feuilles de la plante.
Jusqu'à présent, personne n’avait analysé ces données en vue de découvrir des «produits naturels non caractérisés» dans la phyllosphère de la plante.
«Nous avons appliqué des techniques bioinformatiques», explique le professeur Vorholt, «pour étudier les grappes de gènes capables de contrôler la production de substances et pourraient ainsi avoir un effet sur d'autres bactéries.»
Après avoir effectué plusieurs tests, l'équipe a trouvé 725 interactions moléculaires entre différentes souches de bactéries. Les interactions concernaient des bactéries se ciblant les unes les autres et, dans certains cas, elles ont empêché leur croissance.
À ce stade, cependant, il n'était pas clair si les composés impliqués dans les interactions étaient propres à cet habitat ou non. En outre, possédaient-ils des caractéristiques antibiotiques complètement nouvelles?
La recherche de substances aux mécanismes antimicrobiens inconnus jusqu'alors est un objectif majeur dans la lutte contre la résistance aux antimicrobiens.
Antibiotique à «structure sans précédent»
Ainsi, dans la prochaine étape de l'étude, les chercheurs ont examiné la composition chimique des substances qu'ils ont trouvées. Ils se sont concentrés sur une souche de bactérie «particulièrement productive» appelée Brevibacillus sp. Feuille182.
Une analyse des composés et des «grappes de gènes» de la souche a révélé un certain nombre de composés aux pouvoirs antibiotiques. Un en particulier, qu'ils ont appelé macrobrevin, avait «une structure de produit naturel sans précédent».
«Nous devons maintenant clarifier si la macrobrevine et d'autres substances récemment découvertes sont également efficaces contre les bactéries qui causent des maladies chez l'homme», déclare le co-auteur principal de l'étude Jörn Piel, également professeur à l'Institut de microbiologie de l'ETH Zurich.
Il ajoute que lui et le reste de l'équipe sont enthousiasmés par le fait qu'il pourrait y avoir beaucoup plus d'antibiotiques naturels en attente d'être trouvés dans «la phyllosphère relativement inexplorée».
«Nos résultats confirment qu'il vaut la peine d'élargir la recherche d'antibiotiques dans la nature.»
Prof. Jörn Piel
