Antibiotiques bêta-lactamines, dont la pénicilline, sont l'une des classes d'antibiotiques les plus utilisées dans le monde. Bien qu'ils soient utilisés depuis les années 1940, les scientifiques ne comprennent toujours pas complètement ce qui se passe lorsque cette classe de médicaments rencontre des bactéries.

Maintenant, Des chercheurs de l'Université de Notre-Dame ont élucidé comment une enzyme aide les bactéries à se remettre des dommages infligés par des antibiotiques pas assez puissants pour tuer immédiatement les bactéries au contact.

L'étude, publié dans le Actes de l'Académie nationale des sciences , se concentre sur une enzyme de la bactérie gram-négative Pseudomonas aeruginosa, un agent pathogène qui cause la pneumonie et la septicémie. L'enzyme, appelée transglycosylase lytique Slt, tente rapidement de réparer la paroi cellulaire de l'organisme, ce qui permet à la bactérie de survivre et à l'infection de se poursuivre sans relâche.

"C'est une stratégie de survie, " a déclaré Shahriar Mobashery, Navari Family Professeur en sciences de la vie à Notre Dame et auteur principal de l'étude. "La paroi cellulaire est l'entité structurelle qui enveloppe toute la bactérie, et sa santé est critique pour la survie de la bactérie. Si vous avez un médicament qui endommage la paroi cellulaire, la bactérie ne peut pas y faire face et elle meurt."

P. aeruginosa est l'une des « bactéries cauchemardesques » mises en évidence dans un récent rapport des Centers for Disease Control and Prevention. Le rapport indiquait que les tests de laboratoire avaient trouvé "une résistance inhabituelle plus de 200 fois en 2017 dans la seule" bactérie cauchemardesque "".

Les parois cellulaires de P. aeruginosa sont constituées de longs, unités adjacentes qui sont réticulées ensemble. En présence d'un antibiotique bêta-lactamine, les réticulations ne sont pas formées. Cependant, de longues chaînes de polymères non réticulés subsistent, qui signalent que la paroi cellulaire est endommagée. C'est là qu'intervient Slt. L'enzyme reconnaît les dommages et coupe les longues chaînes de polymères non réticulés, et l'organisme reconstruit la paroi cellulaire.

"C'est un peu comme si vous rentriez chez vous en voiture et que vous vous retrouviez dans une fender bender, et quand tu rentres à la maison, votre voiture est déjà réparée, " a déclaré Mobashery.

Les scientifiques connaissent les deux familles d'enzymes depuis un certain temps. L'équipe de Mobashery a synthétisé des morceaux de la paroi cellulaire et l'a étudiée avec Slt pour déterminer comment l'enzyme la dégrade. Ils ont envoyé du Slt purifié et des échantillons de paroi cellulaire à des collaborateurs du Conseil national de la recherche espagnol pour déterminer sa structure.

Mobashery étudie la résistance aux antibiotiques depuis 30 ans. Il a déclaré que les protéines de liaison à la pénicilline étaient étudiées depuis les années 1960 et les transglycosylases lytiques depuis les années 1990, mais la question de savoir comment elles s'assemblent est nouvelle. En raison de la résistance aux antibiotiques, cette bactérie est devenue l'un des agents pathogènes bactériens les plus difficiles à traiter.