Des chimistes de Constance ont inhibé la biosynthèse d'un signal bactérien et, par conséquent, bloqué les propriétés infectieuses de Pseudomonas aeruginosa, germe le plus répandu dans les établissements de santé.

L'Organisation mondiale de la santé (OMS) considère Pseudomonas aeruginosa comme un germe nécessitant une action urgente pour prévenir et contrôler sa propagation. La bactérie peut causer diverses maladies, des infections pulmonaires chroniques à la septicémie. En raison de sa résistance croissante à de nombreux antibiotiques, ces infections mettent souvent la vie en danger. Au lieu d'essayer de développer un nouvel antibiotique pour lutter contre Pseudomonas aeruginosa, Le chimiste Thomas Böttcher et son équipe à Constance ont concentré leurs efforts de recherche sur l'inhibition des facteurs de virulence dans le germe. Ceux-ci incluent des toxines et d'autres agents qui profitent au processus d'infection. A cet objectif, l'équipe de recherche a développé une technique pour mesurer l'inhibition des enzymes directement dans une cellule vivante. La méthode est décrite dans le numéro actuel du Journal de l'American Chemical Society ( JACS ).

Thomas Böttcher et la doctorante de Constance Michaela Prothiwa ont concentré leurs efforts sur une voie métabolique spécifique chez les bactéries responsables de la biosynthèse de signaux appelés quinolones. Pseudomonas aeruginosa utilise ces signaux pour coordonner la production de facteurs de virulence. Les quinolones agissent comme des signaux de détection de quorum :les bactéries utilisent ces molécules pour quantifier leur nombre de cellules ou la densité de population, tout comme la méthode utilisée pour déterminer un vote majoritaire. Si les quinolones signalent que leur nombre et leur densité sont suffisamment importants, alors les bactéries commencent à produire des facteurs de virulence. Ceux-ci sont responsables des propriétés infectieuses de la bactérie.

L'objectif de l'équipe de recherche de Konstanz est de mettre fin à cette communication basée sur les quinolones. L'enzyme PqsD joue un rôle central dans la biosynthèse des quinolones. Les chercheurs ont pu développer une molécule pour inhiber l'enzyme et ainsi empêcher les bactéries de produire des quinolones qui aident les bactéries à déterminer leur densité de population. L'inhibition du signal les rend incapables de produire des toxines et des facteurs de virulence. "Nous perturbons la communication entre les micro-organismes, " dit Thomas Böttcher.

Dans ce but, son équipe de chimistes de l'université de Constance a mis au point une nouvelle méthode de recherche d'inhibiteurs enzymatiques. Jusqu'à maintenant, les inhibiteurs d'enzymes avaient généralement été développés dans des systèmes acellulaires et s'étaient souvent révélés inefficaces dans des cellules vivantes. Une nouvelle stratégie utilisant des sondes chimiques permet désormais de mesurer l'inhibition d'une enzyme directement dans une cellule vivante. Des bibliothèques de composés chimiques peuvent désormais être testées pour découvrir des inhibiteurs de voies métaboliques spécifiques chez les bactéries. La stratégie ne se limite pas à l'enzyme PqsD uniquement. À l'avenir, il sera également utilisé pour le développement spécifique d'inhibiteurs ciblant d'autres voies métaboliques bactériennes.

Une autre publication de l'équipe de recherche de Thomas Böttcher paraît dans Chimie – Une revue européenne et se concentre sur les facteurs de virulence et un médicament considéré comme un « médicament essentiel » par l'OMS. Cette recherche vise à comprendre pourquoi certaines enzymes des bactéries produisent de petits sidérophores constitués de deux ou trois éléments constitutifs.

Les métabolites produits par la cyclisation de deux éléments constitutifs comprennent des facteurs de virulence pour les maladies affectant les poissons et les insectes, tandis qu'un composé plus grand composé de trois blocs de construction est l'un des médicaments les plus importants utilisés dans le monde. Ce médicament est utilisé lors de transfusions sanguines ou pour traiter des maladies causées par un excès de fer dans le sang. Avec la doctorante Sina Rütschlin, Thomas Böttcher a développé un nouveau modèle pour expliquer comment ces sidérophores sont produits avec deux ou trois blocs de construction. L'objectif futur est de pouvoir personnaliser des enzymes optimisées pour la production de ces agents chimiques.