Pourquoi les antibiotiques échouent dans la lutte contre les bactéries
Les bactéries immunisées contre l'action des antibiotiques sont devenues une préoccupation majeure des communautés de recherche médicale du monde entier. Une nouvelle étude examine ce qui rend ces «superbactéries» résilientes face à certains des médicaments les plus puissants.
Ce n'est que récemment, sur Actualités médicales aujourd'hui, nous avons présenté une étude mettant en évidence la crise sans cesse croissante des superbactéries se propageant à un rythme étonnamment rapide dans le monde entier.
Les auteurs de cette étude émettent le sombre avertissement que si les bactéries continuent à «s'armer» si efficacement et à une telle vitesse, les antibiotiques pourraient bientôt devenir totalement inefficaces contre elles.
C'est pourquoi il est de la plus haute importance de comprendre comment, exactement, ces micro-organismes peuvent repousser les médicaments qui pouvaient auparavant agir contre eux. Cette connaissance sera la première étape vers la mise au point de traitements plus puissants pour lutter contre les infections bactériennes tenaces.
Dans une nouvelle étude, une équipe de physiciens de l'Université McMaster à Hamilton, au Canada, a maintenant déterminé ce qui permet aux bactéries de repousser les antibiotiques une fois qu'elles deviennent résistantes.
Bien que le mécanisme soit simple, c'est la première fois que des chercheurs l'étudient et parviennent à le repérer, grâce à une technologie très sensible.
L'auteur principal de l'étude, le professeur Maikel Rheinstädter, et ses collègues rapportent leurs conclusions dans un article d'étude que la revue Nature Communications Biologie a publié aujourd'hui. Les chercheurs pensent que leur découverte pourrait aider les scientifiques à concevoir des médicaments plus efficaces pour traiter les infections.
«Il existe de très nombreuses bactéries et tant d'antibiotiques, mais en proposant un modèle de base qui s'applique à nombre d'entre elles, nous pouvons mieux comprendre comment lutter contre et prédire mieux la résistance», note le professeur Rheinstädter.
Un besoin de comprendre les micromécanismes
Pour comprendre comment les bactéries tenaces sont capables de tenir à distance les antibiotiques puissants, les chercheurs ont étudié en détail le mécanisme qui permet à l'un de ces médicaments de pénétrer dans la membrane bactérienne et de faire son travail.
Pour cette étude, les chercheurs se sont tournés vers la polymyxine B, un antibiotique que les médecins utilisent dans le traitement de la méningite et des infections des voies urinaires, des yeux et du sang.
Les chercheurs expliquent qu'ils ont choisi ce médicament spécifique car c'était le seul antibiotique qui fonctionnait contre des bactéries qui étaient autrement résistantes aux médicaments. Cependant, il y a quelques années, une équipe de spécialistes chinois a découvert qu'un gène bactérien pouvait rendre ces micro-organismes immunisés contre les polymyxines.
«Nous voulions savoir comment cette bactérie, en particulier, arrêtait ce médicament dans ce cas particulier», explique le premier auteur Adree Khondker, ajoutant: «Si nous pouvons comprendre cela, nous pouvons concevoir de meilleurs antibiotiques.»
Les chercheurs ont utilisé des outils spécialisés et sensibles qui ont permis d'analyser la membrane bactérienne. Ces outils ont rendu des images à très haute résolution qui capturaient même des molécules individuelles avec des dimensions d'environ un millionième de la largeur d'une seule mèche de cheveux.
«Si vous prenez la cellule bactérienne et ajoutez ce médicament, des trous se formeront dans le mur, agissant comme un perforateur et tuant la cellule», note Khondker. «Mais, il y a eu beaucoup de débats sur la façon dont ces trous se sont formés au départ.»
Qu'arrive-t-il aux bactéries résistantes?
Le mécanisme par lequel l'antibiotique pénètre dans la membrane bactérienne fonctionne comme suit: la bactérie, qui a une charge négative, «tire» automatiquement le médicament, qui a une charge positive.
Cependant, lorsque cela se produit, la membrane bactérienne agit comme une barrière contre l’antibiotique, visant à l’empêcher d’atteindre l’intérieur de la bactérie. Dans des circonstances normales, cela est inefficace car la membrane est suffisamment fine pour que l'antibiotique «perce» des trous dans celle-ci.
Cependant, dans le cas d’une bactérie résistante aux médicaments, la technologie de pointe des chercheurs a révélé que la membrane devient plus rigide et beaucoup plus difficile à pénétrer. De plus, la charge négative de la bactérie devient plus faible, ce qui signifie qu’il est plus difficile pour l’antibiotique de la localiser et de s’y «coller».
Comme le décrit Khondker, «Pour la drogue, c'est comme passer de la coupe de Jello à la coupe à travers la roche.»
C'est la première fois qu'une équipe de recherche parvient à identifier avec certitude ces changements, soulignent les chercheurs.
«Il y a eu beaucoup de spéculations sur ce mécanisme. Mais, pour la première fois, nous pouvons prouver que la membrane est plus rigide et que le processus est ralenti.
Prof. Maikel Rheinstädter
