Combinant les innovations de la biologie synthétique avec l'échantillonnage environnemental robotisé, une équipe de chercheurs de l'Université de Bristol se rend dans certains des environnements les plus « extrêmes » de la planète, y compris des profondeurs atlantiques de 4,5 km, pour trouver de nouvelles pistes qui pourraient aider dans la lutte mondiale contre la résistance aux antimicrobiens.

Le développement des antibiotiques est considéré par beaucoup comme le plus grand progrès médical de l'histoire de l'humanité. Récemment, cependant, l'émergence de la résistance aux antimicrobiens (RAM) en tant que menace mondiale pour notre santé et notre bien-être a mis en évidence le besoin urgent de découvrir et de développer de nouveaux antibiotiques capables de surmonter la menace imminente de la RAM.

Historiquement, la majorité des antibiotiques cliniquement utiles ont été basés sur des molécules isolées de sources naturelles. Même aujourd'hui, environ 70 pour cent de tous les antibiotiques prescrits sont dérivés de soi-disant « produits naturels » ; composés chimiques produits par des micro-organismes ou des plantes pour permettre leur survie dans les niches environnementales qu'ils habitent. Bien que la découverte de médicaments naturels ait été un pilier de l'industrie pharmaceutique au milieu du 20e siècle, l'avènement des approches structurales et de la chimie combinatoire dans les années 1980 et 1990, conduit l'industrie à s'éloigner de cette approche. Maintenant, une vingtaine d'années plus tard, la science émergente de la biologie synthétique permet aux chercheurs de découvrir et d'optimiser rapidement des produits naturels à utiliser comme agents antibiotiques, entraînant une renaissance dans cet important domaine de recherche.

Financé par BrisSynBio, Le Dr Paul Race et ses collègues de l'Université de Bristol combinent les innovations de la biologie synthétique avec l'échantillonnage robotique de l'environnement pour tenter de débloquer le pipeline de découverte d'antibiotiques. Pour trouver des produits naturels nouveaux et intéressants, le meilleur endroit à rechercher est dans les micro-organismes qui ont été exposés à des pressions évolutives qui nécessitent l'acquisition d'innovations métaboliques inhabituelles.

L'océan profond est l'un des environnements les plus « extrêmes » de la Terre, et les micro-organismes qui y vivent sont considérés comme d'excellentes sources de nouveaux produits naturels. À l'aide d'un véhicule télécommandé, déployé depuis le navire de recherche James Cook, l'équipe a récupéré des échantillons environnementaux de régions inexplorées auparavant des fonds marins de l'océan Atlantique à des profondeurs> 4,5 km.

Après la récupération de l'échantillon, les bactéries présentes dans ces échantillons sont cultivées en laboratoire et leur capacité à produire de nouveaux produits naturels à activité antimicrobienne est déterminée. Ce projet n'existe que depuis 18 mois mais l'équipe s'est déjà isolée> 1000 micro-organismes jusqu'alors non caractérisés, et six nouvelles pistes d'antibiotiques à base de produits naturels. Ce programme de découverte marine est maintenant élaboré en collaboration avec d'autres chercheurs à Bristol et ailleurs pour inclure des micro-organismes récupérés de l'Antarctique et des sols désertiques.

Dans les travaux connexes, les chercheurs utilisent moléculaire, techniques génétiques et chimiques pour manipuler les machineries cellulaires responsables de la biosynthèse de produits naturels antimicrobiens à partir de bactéries marines. S'appuyant sur des travaux antérieurs portant sur le produit naturel abyssomicine C, de la bactérie V. maris, qui a d'abord été isolé des fonds marins du Pacifique, ils génèrent des versions fonctionnellement optimisées de cette molécule qui sont mieux adaptées à une utilisation comme antibiotiques chez les animaux et les humains.