Grâce à des simulations informatiques, les scientifiques peuvent prédire si les bactéries peuvent être arrêtées avec des thérapies antibactériennes populaires ou non - une percée qui aidera à sélectionner et à développer des traitements efficaces pour les infections bactériennes.

La résistance croissante aux antibiotiques est l'une des menaces les plus graves pour la santé mondiale à laquelle nous sommes confrontés. Il est urgent de développer de nouveaux antibiotiques rentables, car on estime que d'ici 2050, 10 millions de vies par an seront menacées par des infections résistantes aux antibiotiques. Afin de contribuer à relever ce défi, des chercheurs de l'Université de Bristol ont développé des simulations informatiques qui pourraient être essentielles pour progresser dans la «course aux armements» en cours avec les bactéries.

Les chercheurs se sont concentrés sur les enzymes des bactéries qui peuvent diviser la structure des antibiotiques de type pénicilline, conduisant à la résistance. Pour restaurer l'efficacité de ces antibiotiques, des molécules « bloquant la résistance » ont été développées pour bloquer l'activité de ces enzymes. En traitant les patients avec les bonnes combinaisons d'antibiotiques et de bloqueurs de résistance, les médecins sont capables de prendre le dessus dans la bataille. Malheureusement, les bactéries peuvent fabriquer de nombreuses enzymes différentes capables de détruire les pénicillines, et les bloqueurs de résistance disponibles ne fonctionnent que contre certains d'entre eux.

De nouvelles découvertes, Publié dans Biochimie , montrent qu'il est désormais possible d'utiliser des simulations informatiques pour prédire si ces bloqueurs de résistance seront efficaces ou non. On espère que ces informations aideront les scientifiques à développer des bloqueurs de résistance améliorés, qui peut restaurer l'action des antibiotiques populaires contre un plus large éventail de bactéries résistantes.

En utilisant une technique de simulation informatique appelée QM/MM (simulations de mécanique quantique/mécanique moléculaire), l'équipe de recherche de Bristol a pu obtenir un aperçu au niveau moléculaire de la façon dont les enzymes de résistance réagissent avec les bloqueurs de résistance.

Les chercheurs se sont spécifiquement concentrés sur l'acide clavulanique, un médicament qui empêche la destruction des antibiotiques communs de type pénicilline. L'acide clavulanique est couramment utilisé en association avec l'antibiotique amoxicilline pour traiter l'oreille, infections des sinus et des voies urinaires (co-amoxiclav). Certaines de ces infections bactériennes, cependant, deviennent beaucoup plus difficiles à traiter car l'acide clavulanique n'agit pas efficacement contre les enzymes qu'ils produisent.

Les simulations QM/MM ont interrogé comment l'acide clavulanique interagit avec ces enzymes bactériennes et ont révélé l'étape la plus importante pour déterminer si l'enzyme est effectivement bloquée. Une enzyme qui ne peut pas être arrêtée libère une molécule d'acide clavulanique décomposée et continue à décomposer l'antibiotique avec lequel elle est administrée, entraînant une résistance aux antibiotiques. Si la dégradation de l'acide clavulanique prend du temps, alors l'enzyme se "bouche" et est incapable de décomposer l'antibiotique, qui peut alors tuer la bactérie et éliminer l'infection.

Dr Marc van der Kamp, de l'École de biochimie de l'Université de Bristol, mentionné:

« Nous sommes ravis de voir comment nos simulations informatiques peuvent être utilisées à l'avenir pour tester les enzymes des bactéries et prédire quand un inhibiteur bloquant la résistance sera efficace.

Nous espérons que cela permettra d'identifier comment nous pouvons mieux bloquer ces enzymes bactériennes, afin que les antibiotiques puissent être utilisés efficacement pour le traitement des infections résistantes aux médicaments.

Nos simulations peuvent également être un outil précieux pour aider à choisir les combinaisons de médicaments les mieux adaptées pour traiter une épidémie d'infection particulière, nous permettant d'être mieux équipés dans cette 'course aux armements' avec des bactéries."