Antibiotiques trouvés dans les bactéries du corps humain

Les chercheurs ont découvert que le microbiome humain - la collection de micro-organismes qui vivent dans et sur notre corps - contient plus de 3 000 grappes de gènes bactériens avec des plans pour construire des usines cellulaires qui fabriquent des molécules de type médicamenteux. Dans une étude publiée dans Cellule, ils révèlent comment un groupe de gènes provenant de bactéries qui vivent dans le vagin code pour des enzymes capables de fabriquer un antibiotique appelé lactocilline.

Les sociétés pharmaceutiques développent les antibiotiques, les autorités fédérales les approuvent, les médecins les prescrivent et nous les amenons à surmonter les problèmes qu’elles sont censées résoudre.

Mais cette nouvelle étude révèle un scénario surprenant: les bactéries présentes dans et sur notre corps sont déjà en train de créer de petites usines qui rendent les antibiotiques tout aussi puissants et capables de cibler des agents pathogènes spécifiques que ceux fabriqués par les sociétés pharmaceutiques.

Le microbiome n'est pas aléatoire mais co-évolué avec les hôtes

L'une des découvertes biologiques les plus remarquables de ces derniers temps est le microbiome humain, les milliards de microbes qui vivent dans et sur le corps humain. Alors qu'ils continuent à l'explorer et à mieux le comprendre, les scientifiques ont réalisé que le microbiome humain n'est pas aléatoire et joue un rôle dans de nombreux processus vitaux de base.

Alors que les chercheurs connaissent depuis longtemps les bactéries vivant dans et sur le corps humain, la microbiologie traditionnelle se concentre généralement sur les espèces individuelles et les considère comme des unités isolées et cultivables. Cependant, les progrès récents des technologies telles que le séquençage de l'ADN ont révélé une image différente: les espèces de microbes vivent en tant que communautés ayant évolué de manière intime avec leurs hôtes au cours de millions d'années.

Nos bactéries sont impliquées dans un large éventail de processus métaboliques et développementaux, de la digestion des aliments à la synthèse des vitamines. Récemment, des scientifiques ont même suggéré que le microbiome intestinal pourrait fournir des indices sur l'autisme.

Le microbiome humain peut être une source riche de médicaments d'origine naturelle

Maintenant, dans cette dernière étude, les chercheurs suggèrent que le microbiome humain pourrait être une source riche de médicaments naturels pour protéger la santé.

Michael Fischbach, auteur principal et professeur adjoint de bioingénierie à la faculté de pharmacie de l’Université de Californie à San Francisco, a découvert que la diversité et l’abondance des espèces de microbiomes diffèrent des les interactions entre les bactéries et les cellules hôtes sont à la traîne et, jusqu'à présent, nous n'en sommes conscients que pour quelques-unes.

D'une certaine manière, il ne faut pas s'étonner que nos microbiomes soient des médicaments. Le professeur Fischbach, spécialisé dans la découverte de molécules intéressantes fabriquées par des microbes, indique qu’environ un tiers de tous les médicaments que nous utilisons proviennent de microbes et de plantes. Ceux-ci comprennent des antibiotiques comme la pénicilline, de nombreux médicaments de chimiothérapie et des médicaments pour réduire le cholestérol.

Dans leur étude, ses collègues et lui-même ont purifié et résolu la structure de la lactocilline, un composé antibiotique produit par une espèce bactérienne commune. Lactobacillus gasseri, trouvé dans les colonies microbiennes dans le vagin.

La lactocilline est étroitement liée aux antibiotiques que les sociétés pharmaceutiques testent déjà. Il tue plusieurs bactéries qui infectent le vagin, tout en laissant les microbes inoffensifs.

Les futures études devraient explorer les changements au niveau moléculaire dans le microbiome

Dans leur étude, l'équipe a utilisé un algorithme qu'ils ont développé, appelé ClusterFinder, pour identifier des groupes de gènes bactériens activés de manière coordonnée afin de guider la production de molécules biologiquement actives chez l'homme.

Lorsqu'ils l'ont utilisé pour analyser systématiquement les génomes des espèces de microbiomes et les données sur l'activité des gènes provenant d'échantillons humains, ils ont identifié 3 118 groupes distincts de gènes bactériens présents dans différentes parties du corps humain.

Les groupes de gènes qu'ils ont identifiés codent pour des enzymes qui produisent des molécules de type médicament qui s'intègrent dans des classes connues de médicaments produites par les sociétés pharmaceutiques.

Ils ont également constaté que le niveau d'analyse utilisé pour identifier les bactéries dans les microbiomes humains n'est pas suffisamment détaillé pour révéler spécifiquement quelles molécules sont fabriquées par quelles bactéries. Différentes espèces produisent des molécules différentes, et même les souches de chaque espèce diffèrent par les molécules qu'elles produisent, explique le professeur Fischbach, qui explique:

"Nous devons apprendre ce que sont ces molécules et ce qu'elles font. Cela pourrait représenter un pool de molécules avec de nombreux candidats alléchants pour le traitement médicamenteux. Il est clair depuis plusieurs années que les variations et les changements du microbiome humain ont des effets intéressants hôte, et maintenant nous pouvons commencer à déterminer pourquoi cela est vrai à un niveau moléculaire. "

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