Les parois cellulaires - les structures en forme de jaquette qui entourent toutes les bactéries connues - peuvent s'avérer être la destruction des bactéries , détenant la clé pour développer de nouveaux médicaments qui le ciblent pour la destruction.

Cette perspective est partagée par de nombreux membres des communautés médicales et scientifiques, dont Marcos Pires. Pires, un biochimiste à l'Université Lehigh, est le fer de lance d'une nouvelle approche pour comprendre les changements de la paroi cellulaire bactérienne en réponse aux antibiotiques qui pourraient être essentiels à la conception de nouveaux médicaments - un besoin urgent à la lumière de la menace croissante de la résistance aux antibiotiques. Son approche est si prometteuse qu'elle a récemment été reconnue par les National Institutes of Health avec un Maximizing Investigators' Research Award (MIRA).

La résistance aux antibiotiques se produit lorsque les cellules bactériennes s'adaptent pour échapper à un médicament conçu pour les tuer. Apporter des modifications à la paroi cellulaire est un moyen pour les bactéries d'y parvenir. On en sait peu, cependant, sur la façon dont ces structures réagissent lorsqu'elles sont attaquées.

Avec la subvention MIRA de 1,94 million de dollars sur 5 ans, Le groupe de Pires approfondira ce processus grâce à une approche unique qui incite essentiellement les bactéries à révéler où sa paroi cellulaire est la plus vulnérable. Ces connaissances pourraient aider les scientifiques à concevoir des antibiotiques de nouvelle génération qui contournent les mécanismes de résistance aux médicaments.

La pièce maîtresse de la recherche est un processus que Pires et son équipe mènent pour faciliter l'absorption par des bactéries vivantes de fragments de paroi cellulaire synthétiques construits en laboratoire. Ces fragments sont modifiés avec des unités rapporteurs qui permettent ensuite aux chercheurs d'observer, dans les bactéries vivantes, composants de la machinerie de la paroi cellulaire dans diverses conditions.

"Les parois cellulaires bactériennes sont uniques dans leur structure et leur fonction et sont essentielles aux cellules bactériennes, ce qui en fait des cibles uniques pour le développement d'antibiotiques, " dit Pires, professeur adjoint au Département de chimie. « En « induisant » les bactéries à utiliser certains de nos éléments constitutifs de la paroi cellulaire, nous obtenons une perspective sans précédent sur la façon dont ils changent lorsqu'ils sont confrontés à des antibiotiques."

MIRA est un programme de l'Institut national des sciences médicales générales (NIGMS), une division du NIH qui soutient la recherche fondamentale qui améliore la compréhension des processus biologiques et jette les bases des avancées dans le diagnostic des maladies, traitement et prévention. Selon NIGMS, l'objectif de MIRA est d'augmenter l'efficacité du financement du NIGMS en offrant aux enquêteurs une plus grande stabilité et flexibilité, améliorant ainsi la productivité scientifique et les chances de percées importantes.

Identifier les modifications de la paroi cellulaire bactérienne qui causent la résistance aux antibiotiques

Les enjeux des percées en matière de conception de médicaments pour traiter les bactéries résistantes aux médicaments sont élevés. Chaque année aux États-Unis, plus de 2 millions de personnes souffrent d'infections bactériennes résistantes. Environ 23, 000 vies américaines et 700, 000 vies dans le monde sont perdues chaque année à cause d'infections bactériennes résistantes aux traitements antibiotiques actuels. Ces chiffres ne devraient qu'augmenter.

Les parois cellulaires bactériennes sont la cible de certains des antibiotiques les plus puissants découverts à ce jour. Les antibiotiques ciblant la paroi cellulaire comprennent certains traitements couramment prescrits tels que la pénicilline et l'amoxicilline. Les médicaments qui ciblent les parois cellulaires des bactéries sont également parmi les plus sûrs, car les cellules humaines n'ont pas de parois cellulaires et ne sont donc pas affectées par le traitement.

Selon Pires, les composants individuels de la machinerie de la paroi cellulaire bactérienne sont essentiels à la réponse d'adaptation des bactéries et, donc, à la résistance aux médicaments. L'un des objectifs de son équipe est d'identifier les composants de la paroi cellulaire dont les bactéries ont besoin pour réussir à s'adapter et à échapper aux médicaments conçus pour la détruire.

"Si nous pouvons identifier ces 'points faibles', dit Pirès, « nous devrions être en mesure de trouver des moyens de les désactiver ou de les contourner. »