Environ la moitié de tous les médicaments, allant de la morphine à la pénicilline, proviennent de composés qui sont ou ont été dérivés de la nature. Cela comprend de nombreux médicaments contre le cancer, qui sont suffisamment toxiques pour tuer les cellules cancéreuses.

Alors, comment les organismes qui fabriquent ces substances toxiques se protègent-ils des effets nocifs ? Des scientifiques du campus de Scripps Research en Floride ont découvert un mécanisme jusqu'alors inconnu :des protéines que les cellules utilisent pour se lier à une substance toxique et la séquestrer du reste de l'organisme.

« Grâce à cette découverte, nous savons maintenant quelque chose sur les mécanismes de résistance qui n'a jamais été connu auparavant pour les antibiotiques antitumoraux enediyne, " dit l'auteur principal de l'étude Ben Shen, Doctorat., professeur et coprésident du Scripps Research Department of Chemistry.

Le travail a des implications importantes pour comprendre comment les cellules cancéreuses humaines développent une résistance aux chimiothérapies à base de produits naturels. Par ailleurs, le microbiome peut jouer un rôle dans la résistance aux médicaments. L'étude a été publiée aujourd'hui dans la revue Biologie Chimique Cellulaire .

"Ce mécanisme pourrait être cliniquement pertinent pour les patients recevant ces médicaments, il est donc très important de l'étudier plus avant, " dit Shen.

Les produits naturels (composés chimiques produits par des organismes vivants) sont considérés comme l'une des meilleures sources de nouveaux médicaments et de pistes de médicaments. "Ils possèdent une énorme diversité structurelle et chimique par rapport aux molécules qui sont fabriquées en laboratoire, " dit Shen. Les produits naturels peuvent provenir des fleurs, des arbres ou des organismes marins tels que des éponges. L'une des sources les plus courantes, cependant, est une bactérie du sol.

Le laboratoire de Shen se concentre sur une classe de produits naturels appelés enediynes. Ces composés proviennent de bactéries appelées actinomycètes, qui se trouvent naturellement dans le sol. Deux produits enediyne sont déjà approuvés par la FDA en tant que médicaments anticancéreux et sont largement utilisés. Mais les patients qui les prennent développent souvent une résistance. Après une période de plusieurs mois ou années, les tumeurs peuvent cesser de répondre à la chimiothérapie et recommencer à croître.

Alors que la façon dont les patients développent une résistance à ces médicaments reste largement inconnue, les scientifiques ont découvert deux mécanismes que les bactéries utilisent pour se protéger des enediynes. "Les mécanismes d'auto-résistance chez les producteurs d'antibiotiques servent de modèles exceptionnels pour prédire et combattre la future résistance aux médicaments dans un cadre clinique, " dit Shen.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs rapportent un tiers, mécanisme de résistance jusque-là inconnu. Il implique trois gènes appelés tnmS1, tnmS2 et tnmS3, qui codent pour des protéines qui permettent aux bactéries de résister aux effets d'un type d'énédiynes appelés tiancimycines. Le laboratoire de Shen étudie actuellement les tiancimycines, qui sont très prometteurs pour les nouveaux médicaments anticancéreux. Les protéines agissent en se liant aux tiancimycines et en les maintenant séparées du reste de l'organisme.

Après avoir découvert ces gènes chez les actinomycètes et leur fonctionnement, les chercheurs ont étudié à quel point ces gènes sont répandus dans d'autres micro-organismes. Ils ont été surpris de découvrir qu'en plus des actinomycètes, les gènes étaient également présents dans plusieurs micro-organismes communément trouvés dans le microbiote humain, la collection de micro-organismes qui habitent naturellement le corps humain.

"Cela soulève beaucoup de questions que personne n'a jamais posées auparavant, " dit Shen. " Je peux expliquer pourquoi l'organisme producteur aurait ces gènes, car il a besoin de se protéger de ses propres métabolites. Mais pourquoi d'autres micro-organismes ont-ils besoin de ces gènes de résistance ?" Il note qu'il est possible que les microbes intestinaux transmettent les produits de ces gènes à leur hôte, les humains, ce qui pourrait contribuer à la résistance aux médicaments.

"Ces résultats soulèvent la possibilité que le microbiote humain puisse avoir un impact sur l'efficacité des médicaments à base d'énédiyne et devraient être pris en considération lors du développement de nouvelles chimiothérapies, " Shen dit. " Les efforts futurs pour étudier le microbiome humain pour les éléments de résistance devraient être une partie importante des programmes de découverte de médicaments à base de produits naturels. "