Sauveteurs nanobiotiques

Les nanotubes qui se construisent à partir d'anneaux peptidiques peuvent offrir une nouvelle arme efficace contre les bactéries résistantes aux antibiotiques et la menace de maladies incurables.

Ressemblant à un beignet moléculaire, un anneau de 2,5 nanomètres d'acides aminés personnalisés s'enfonce dans la paroi cellulaire d'un Staphylococcus aureus bactérie, l'une des souches résistantes aux antibiotiques responsables d'infections hospitalières potentiellement mortelles.

Des millions d'autres de ces peptides cycliques collants en forme de beignet - chacun étant une chaîne d'acides aminés en boucle - pénètrent dans la paroi cellulaire gélatineuse de la bactérie. Ils gravitent chimiquement les uns vers les autres et s'assemblent en tubes allongés, comme des piles de minuscules pneus incrustés dans la membrane cellulaire.

Des tubes peptidiques simples percent ensuite la membrane. Des groupes de tubes adjacents travaillent ensemble pour ouvrir des pores encore plus grands et béants dans la paroi cellulaire. En quelques minutes, de nombreux trous tuent la bactérie en perturbant le potentiel électrique de sa membrane, arrêtant ainsi la machinerie interne de la cellule.

Injecteurs mortels

Développés par une équipe dirigée par M. Reza Ghadiri à l'Institut de recherche Scripps de La Jolla-CA, ces sauveteurs nanobiotiques peuvent être capables de tuer même les bactéries les plus résistantes aux médicaments, tout en épargnant les cellules animales.

L'Organisation mondiale de la santé estime que le coût total du traitement de toutes les infections bactériennes résistantes aux antibiotiques transmises en milieu hospitalier est d'environ 10 milliards de dollars par an.

Alors que les essais sur l'homme sont dans deux à trois ans, le groupe a testé ses nanotubes peptidiques synthétiques et auto-assemblés chez la souris, éliminant les infections mortelles de résistance à la méthicilline. Staphylococcus aureus. Les peptides sont également prometteurs dans le traitement d'une grande variété de souches bactériennes mortelles, y compris Escherichia coli, pseudomonas aeruginosa et Enterococcus faecalis. Ils peuvent éventuellement s'avérer efficaces contre les infections fongiques et parasitaires.

Les anneaux peptidiques de Ghadiri, composés d'un nouveau motif alterné d'acides aminés naturels et synthétiques, ont des chaînes latérales d'acides aminés qui font face au beignet et réagissent à l'environnement.

Ces molécules de capteur peuvent être rapidement reconfigurées en laboratoire pour ajuster le fonctionnement des peptides. Nous pouvons produire 100 000 variantes en deux semaines environ, dit Ghadiri. Cette flexibilité devrait finalement permettre aux fabricants de médicaments de choisir les bactéries qu'ils ciblent, de contrôler la manière dont les peptides s'insèrent dans la membrane et s'auto-assemblent, et de minimiser la toxicité pour les cellules animales de l'hôte infecté.

Le Dr Tomas Ganz, pathologiste expérimental à la faculté de médecine de l'UCLA, affirme que les travaux du groupe de Ghadiri représentent une nouvelle classe potentielle d'armes moléculaires intelligentes. Cependant, il prévient que ces substances ne sont pas encore des médicaments. Ils doivent être économiques à produire et s'avérer efficaces et non toxiques chez l'homme, dit-il.

Durée de conservation plus longue

La vitesse à laquelle ils fonctionnent et la nouvelle structure des peptides devraient rendre plus difficile pour les bactéries le développement d'une résistance, dit Ghadiri, ouvrant la voie à une nouvelle classe de médicaments avec une durée de conservation plus longue. Mais, prévient-il, personne ne devrait jamais sous-estimer l'adaptabilité des bactéries.

Les peptides cycliques ont été étudiés pendant des années. De nombreux peptides naturels se défendent contre les microbes chez les animaux et les plantes. D'autres médicaments à base de peptides cycliques, tels que la bacitracine, sont couramment utilisés comme antibiotiques topiques.

Les chercheurs de Scripps ont d'abord empilé des peptides cycliques dans des nanotubes en 1992. Au début, ils espéraient créer des tubes à essai à l'échelle nanométrique pour la recherche biochimique. Mais lorsqu'ils ont remarqué l'activité membranaire des tubes en 1994, ils ont rapidement recentré leur découverte sur le traitement des bactéries multirésistantes.

En conséquence, Ghadiri se sent chanceux que dans un laps de temps relativement court, notre travail puisse conduire à quelque chose d'utile pour des millions de personnes.

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