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Les superbactéries résistantes aux antibiotiques peuvent être surmontées en «brisant leurs murs»

Une nouvelle étude qui révèle un mécanisme permettant aux bactéries de se défendre contre les cellules immunitaires et les médicaments pourrait ouvrir la voie à une nouvelle génération de médicaments qui tuent les microbes en faisant tomber leurs parois cellulaires. La découverte offre une nouvelle direction à suivre dans la lutte contre les superbactéries résistantes aux antibiotiques.
Les chercheurs ont examiné la structure de la machinerie d'assemblage à baril bêta dans la paroi cellulaire de la bactérie à Gram négatif. Escherichia coli.

Dans son discours d’acceptation du prix Nobel en 1945, Sir Alexander Fleming - l’homme qui a découvert la pénicilline et inauguré une nouvelle ère de la médecine - a prédit que le jour viendrait où les antibiotiques perdraient leur pouvoir de tuer les bactéries.

Maintenant, quelque sept décennies plus tard, la prédiction est arrivée - les bactéries causant l'infection deviennent plus résistantes que nous ne pouvons développer de nouveaux médicaments pour les combattre.

En 2014, l'Organisation mondiale de la santé (OMS) a déclaré que la résistance aux antimicrobiens constituait "une menace de plus en plus grave pour la santé publique mondiale", ce qui nécessite une action dans tous les secteurs du gouvernement et de la société.

Récemment, Nouvelles médicales aujourd'hui a publié un certain nombre d’études offrant une lueur d’espoir. Par exemple, les chercheurs de la Northeastern University de Boston, aux Philippines, envisagent l'idée de cellules immunitaires synthétiques pour renforcer la capacité de lutte contre les infections chez les personnes dont le système immunitaire est affaibli.

La nouvelle étude, de l'Université d'East Anglia (UEA) au Royaume-Uni et publiée dans la revue La nature, examine la nature des bactéries pharmacorésistantes elles-mêmes et révèle le mécanisme par lequel elles sont capables de se défendre contre les attaques de médicaments antibiotiques.

L'investigateur principal Changjiang Dong, professeur à la Norwich Medical School de l'UEA, a déclaré:

"De nombreux antibiotiques actuels deviennent inutiles, causant des centaines de milliers de morts chaque année."

Les chercheurs suggèrent que leurs résultats ouvriront non seulement la voie à une nouvelle génération de médicaments qui tuent les superbactéries en détruisant leurs murs défensifs, mais qu'ils amélioreront également notre compréhension de ce qui peut mal tourner dans les cellules humaines du diabète et des maladies cérébrales comme la maladie de Parkinson. maladie.

Membrane cellulaire imperméable

Pour leur étude, l'équipe s'est concentrée sur un groupe de microbes connus sous le nom de bactéries à Gram négatif, car, comme l'explique le professeur Dong:

"Les bactéries Gram-négatives sont l'une des plus difficiles à contrôler car elles sont tellement résistantes aux antibiotiques."

Une caractéristique distinctive des bactéries à Gram négatif est leur membrane cellulaire externe imperméable qui agit comme une barrière défensive contre les attaques du système immunitaire et des médicaments. Mais si la barrière est enlevée, les bactéries deviennent plus vulnérables et sont plus faciles à tuer.

Dans ses travaux précédents, le professeur Dong et ses collègues avaient trouvé le "talon d'Achille" dans la membrane. Dans la nouvelle étude, l’équipe a approfondi ses connaissances et a découvert le mécanisme - la machinerie d’assemblage - qui construit et maintient la barrière.

La barrière contient des protéines qui forment les portes de la paroi cellulaire. Ces protéines, appelées protéines bêta-barils, contrôlent l’entrée des nutriments et la sortie des molécules importantes que les cellules sécrètent. Le professeur Dong dit:

"La machine d'assemblage bêta-barrel (BAM) est responsable de la construction des portes (protéines du tonneau bêta) dans la paroi cellulaire. L'arrêt de la machine d'assemblage des tonneaux bêta dans la paroi cellulaire entraîne la mort des bactéries."

L’équipe a utilisé Diamond Light Source, l’une des machines scientifiques les plus avancées au monde, produisant 10 milliards de fois plus de lumière que le soleil, pour examiner la structure de la barrière avec des détails atomiques.

Les machines d'assemblage à bêta-baril se rassemblent dans deux états

L'équipe s'est concentrée sur la structure de la barrière chez les bactéries à Gram négatif Escherichia coli, dont la machine d'assemblage bêta-baril comprend cinq sous-unités: BamA, BamB, BamC, BamD et BamE.

Les chercheurs ont voulu savoir exactement comment ces sous-unités BAM fonctionnaient ensemble pour insérer des protéines dans la paroi externe défensive du E. coli cellule.

Ils ont constaté que la structure se rassemble en deux états - un état de départ et un état de finition, comme l'explique le professeur Dong:

"Nous avons constaté que les cinq sous-unités forment une structure en anneau et travaillent ensemble pour effectuer l'insertion des protéines de la membrane externe en utilisant un nouveau mécanisme de rotation et d'insertion."

Le professeur Dong explique que leur étude est la première à présenter le complexe BAM dans son ensemble et ouvre la voie au développement d'une nouvelle classe de médicaments ciblant le BAM dans la membrane externe des bactéries Gram-négatives, essentielle à leur survie.

Il existe un complexe similaire dans les cellules humaines, appelé complexe de machines de tri et d'assemblage (SAM), qui construit les protéines de la membrane externe des mitochondries - les minuscules unités qui fournissent de l'énergie aux cellules. Le professeur Dong suggère:

"Le dysfonctionnement des protéines de la membrane externe des mitochondries est lié à des troubles tels que le diabète, la maladie de Parkinson et d'autres maladies neurodégénératives. Nous espérons donc que ces travaux nous aideront également à mieux comprendre ces maladies humaines."

L’étude suit une autre révélation intéressante dans la lutte contre les superbactéries Nouvelles médicales aujourd'hui appris récemment, où les chercheurs suggèrent que la barbe des hommes peut héberger des bactéries bénéfiques qui pourraient aider à lutter contre la résistance aux antibiotiques.

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