Pourquoi les antibiotiques échouent dans la lutte contre les bactéries ?

Les bactéries immunisées contre l'action des antibiotiques sont devenues une préoccupation majeure pour les communautés de recherche médicale à travers le monde. Une nouvelle étude examine ce qui rend ces "superbactéries" résistantes face aux médicaments les plus puissants.

Récemment encore, dans Medical News Today, nous avons présenté une étude mettant en lumière la crise croissante des superbactéries qui se propagent à une vitesse inattendue dans le monde entier.

Les auteurs de cette étude mettent en garde contre le fait que si les bactéries continuent à se "protéger" 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, précisément, ces micro-organismes peuvent repousser les médicaments qui étaient auparavant capables de les combattre. Cette connaissance sera la première étape dans la mise au point de traitements plus efficaces pour lutter contre les infections bactériennes persistantes.

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 lorsqu'elles deviennent résistantes.

Bien que le mécanisme soit simple, c’est la première fois que les chercheurs étudient et parviennent à le localiser, grâce à une technologie extrêmement sensible.

L'auteure principale de l'étude, Prof. Maikel Rheinstädter et ses collègues, ont publié leurs conclusions dans un document d'étude publié aujourd'hui par la revue Nature Communications Biology. Les chercheurs pensent que leur découverte pourrait aider les scientifiques à concevoir des médicaments plus efficaces pour traiter les infections.

"Il y a beaucoup, beaucoup de bactéries et beaucoup d'antibiotiques, mais en proposant un modèle de base qui s'applique à beaucoup d'entre elles, nous pouvons mieux comprendre comment mieux combattre et prévoir la résistance", note le professeur Rheinstädter.

Un besoin de comprendre les micro-mécanismes

Les chercheurs ont étudié en détail le mécanisme permettant à l'un de ces médicaments de pénétrer dans la membrane bactérienne et de faire son travail.

Pour cette étude, les chercheurs ont utilisé la polymyxine B, un antibiotique utilisé par les médecins dans le traitement de la méningite et des infections des voies urinaires, des yeux et du sang.

Les chercheurs expliquent avoir choisi ce médicament spécifique, car il s'agissait du seul antibiotique capable de lutter contre les bactéries autrement résistantes aux médicaments. Cependant, il y a quelques années, une équipe de spécialistes chinois a découvert qu'un gène bactérien pourrait 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 permettant d'analyser la membrane bactérienne. Ces outils produisaient des images extrêmement haute résolution capturant même des molécules individuelles ayant des dimensions d'environ un millionième de la largeur d'un seul cheveu.

"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 ont été formés en premier lieu."

Qu'advient-il des bactéries résistantes?

Le mécanisme par lequel l'antibiotique pénètre dans la membrane bactérienne fonctionne comme suit: la bactérie, qui a une charge négative, "aspire" automatiquement le médicament, qui a une charge positive.

Cependant, lorsque cela se produit, la membrane bactérienne agit comme une barrière contre l’antibiotique, dans le but de l’empêcher d’atteindre l’intérieur de la bactérie. Dans des circonstances normales, ceci est inefficace car la membrane est suffisamment fine pour que l'antibiotique puisse y "percer".

Cependant, dans le cas d'une bactérie résistante aux médicaments, la technologie de pointe des chercheurs a révélé que la membrane devenait 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 aller de couper Jello à couper à travers le roc."

C'est la première fois qu'une équipe de recherche est en mesure de cerner ces changements avec certitude, soulignent les enquêteurs.

"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."