Les scientifiques cherchent des moyens de développer des antibiotiques capables de cibler avec précision les bactéries infectieuses. Une spécificité accrue pourrait aider à combattre la résistance aux antibiotiques et également à éviter que les « bonnes » bactéries ne soient attaquées par des antibiotiques à large spectre.

Les efforts pour développer des antibiotiques ciblés ont été limités par la difficulté d'un diagnostic rapide et le développement de mécanismes de destruction ciblés.

Un effort de collaboration de deux professeurs du Boston College - un chimiste et un biologiste - a conduit à une nouvelle plate-forme pour permettre la découverte rapide de molécules qui reconnaissent potentiellement toute souche de bactérie d'intérêt, l'équipe a rapporté récemment dans le Journal de l'American Chemical Society .

La nouvelle approche est basée sur la présentation sur phage, une stratégie éprouvée utilisée pour créer et cribler des bibliothèques de peptides contenant des milliards de membres composites différents affichés sur le bactériophage. Bien qu'il s'agisse d'un outil puissant, l'affichage sur phage a été limité à une utilisation avec les peptides d'acides aminés naturels, les chercheurs ont noté.

Le professeur agrégé de chimie Jianmin Gao et le professeur agrégé de biologie Tim van Opijnen ont entrepris d'élargir «l'espace chimique» de la présentation sur phage en incorporant des ogives chimiques de conception qui améliorent considérablement la puissance d'un peptide pour lier des cibles biologiques.

Le criblage de cette bibliothèque chimique améliorée contre des bactéries vivantes a produit de puissants, des sondes hautement sélectives pour cibler deux pathogènes bactériens mortels résistants aux antibiotiques :Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline et Acinetobacter baumannii résistant à la colistine, l'équipe a rapporté dans un article intitulé "Phage Display of Dynamic Covalent Binding Motifs Enables Facile Development of Targeted Antibiotics".

Gao a déclaré que les ogives chimiques de conception introduisaient dans la bibliothèque de phages un "mécanisme de liaison covalente réversible, " qui est absent dans les peptides d'acides aminés naturels. La bibliothèque de peptides chimiquement améliorée permet un ciblage puissant et sélectif d'une bactérie d'intérêt, surmonter les conditions biologiques qui interfèrent avec la liaison aux agents pathogènes et éviter les cellules humaines saines.

"L'"ogive" nous permet de proposer des molécules avec une puissance et une sélectivité accrues envers une souche bactérienne d'intérêt, " dit Gao, dont la recherche est soutenue par les National Institutes of Health. "Maintenant, nous avons une bien meilleure bibliothèque à utiliser pour le criblage et l'identification des souches de ces molécules bactériennes spécifiques."

Dans d'autres expériences, Gao et van Opijnen ont réussi à associer une toxine générique à ces molécules ciblant les bactéries, une avancée significative conférant une spécificité dans le traitement des deux souches de bactérie.

"Ce nouveau, la bibliothèque de phages modifiée montre qu'il peut être un puissant, outil polyvalent, " dit Gao. " D'abord, il peut être utilisé pour générer des agents d'imagerie pour confirmer une infection bactérienne suspectée. Ces sondes feront le tour et chercheront des bactéries infectées. Trouvez-les et attachez-vous à eux. Seconde, nous pouvons attacher un antibiotique et la sonde servira à délivrer la toxine à la seule souche de bactéries. Cela nous rapproche des antibiotiques à spectre étroit. »

Gao et van Opijnen ont déclaré que la nouvelle approche devrait être applicable à un large éventail d'agents pathogènes bactériens, permettant le développement d'antibiotiques ciblés.

"C'est un premier pas vers cet objectif à long terme, " a déclaré Gao. "Nous aimerions étendre cette approche prometteuse pour développer des antibiotiques ciblés qui traitent ces souches spécifiques d'agents pathogènes mortels et dommageables."

Gao a déclaré que les progrès des antibiotiques ciblés amélioreront les soins aux patients, et réduire la « souche » exercée sur les bactéries nécessaires et leur évolution de résistance aux antibiotiques.

"Avec un traitement aux antibiotiques à large spectre, toutes les bactéries du corps ressentent la souche et évoluent pour résister aux antibiotiques, " a déclaré Gao. " Ainsi, nos antibiotiques actuellement disponibles forcent l'acquisition rapide de la résistance, ce qui est indésirable. Idéalement, nous aimerions proposer quelque chose qui cible sélectivement les bactéries pathogènes. Traitez cette souche et seulement cette souche et ainsi nous n'aurons pas à éliminer les bonnes bactéries."

Outre Gao et van Opijnen, l'équipe comprenait des chercheurs du Boston College Kelly A. McCarthy, Michael A. Kelly, Kaicheng Li, Samantha Cambray, et Azade S. Hosseini. Patrick Autissier, directeur du Cell Sorting Facility de BC, analyse par cytométrie en flux.