Un antibiotique appelé thanatine attaque la façon dont la membrane externe des bactéries Gram-négatives est construite. Des chercheurs de l'Université de Zurich ont maintenant découvert que cela se produit par un mécanisme jusqu'alors inconnu. Thanatin, produit naturellement par la punaise du soldat épineux, peut donc être utilisé pour développer de nouvelles classes d'antibiotiques.

L'émergence mondiale de bactéries multirésistantes constitue une menace croissante pour la santé humaine et la médecine. « Malgré les efforts considérables des chercheurs universitaires et des sociétés pharmaceutiques, il s'est avéré très difficile d'identifier de nouvelles cibles bactériennes efficaces pour la découverte d'antibiotiques, " explique John A. Robinson du département de chimie de l'UZH. " L'un des principaux défis est d'identifier de nouveaux mécanismes d'action antibiotique contre les bactéries Gram-négatives dangereuses. " Ce groupe de bactéries comprend un certain nombre d'agents pathogènes dangereux, comme Pseudomonas aeruginosa, qui provoque des infections pulmonaires potentiellement mortelles, et les souches pathogènes d'Escherichia coli.

Élimination du bouclier protecteur extérieur

Une équipe interdisciplinaire de chimistes et de biologistes de l'UZH et de l'ETH Zurich a maintenant découvert comment la thanatine - un antibiotique produit naturellement par la punaise soldat épineuse Podisus maculiventris - cible les bactéries à Gram négatif. L'antibiotique de l'insecte empêche la formation de la membrane externe de la bactérie – un mécanisme sans précédent dans un antibiotique. Toutes les bactéries Gram-négatives ont une double membrane cellulaire, la membrane externe jouant un rôle défensif important et aidant les bactéries à bloquer l'entrée de molécules potentiellement toxiques dans la cellule. L'extérieur de cette membrane est constitué d'une couche protectrice de substances grasses complexes appelées lipopolysaccharides (LPS), sans laquelle les bactéries ne pourraient pas survivre.

Se concentrer sur les interactions protéine-protéine

En utilisant des méthodes de pointe, les chercheurs zurichois ont réussi à prouver que la thanatine perturbe le transport des molécules de LPS vers la membrane externe. La voie de transport consiste en une superstructure de sept protéines différentes qui s'assemblent pour former un pont de la membrane interne à travers l'espace périplasmique jusqu'à la membrane externe. Les molécules de LPS traversent ce pont jusqu'à la surface de la cellule, où ils font partie de la structure de la membrane externe. La thanatine est capable de bloquer les interactions protéine-protéine nécessaires à la formation du pont. Par conséquent, Les molécules de LPS sont empêchées d'atteindre leur destination et la biogenèse de toute la membrane externe est inhibée, ce qui est fatal pour la bactérie.

Nouveaux candidats cliniques potentiels

"Il s'agit d'un mécanisme d'action sans précédent pour un antibiotique et suggère immédiatement des moyens de développer de nouvelles molécules en tant qu'antibiotiques ciblant des agents pathogènes dangereux, " explique Robinson. " Cette découverte nous montre un moyen de développer des substances qui inhibent spécifiquement les interactions protéine-protéine dans les cellules bactériennes. "

Ce nouveau mécanisme est déjà utilisé par un partenaire industriel – Polyphor AG à Allschwil près de Bâle – pour développer de nouveaux candidats cliniques potentiels. La société a fait ses preuves dans ce domaine et a récemment développé l'antibiotique murepavadin en coopération avec l'UZH. La murépavadine est actuellement en essais cliniques de phase III chez des patients atteints d'infections pulmonaires potentiellement mortelles causées par Pseudomonas aeruginosa. "Un autre nouvel antibiotique ciblant d'autres agents pathogènes à Gram négatif serait un ajout très bienvenu aux nouveaux médicaments nécessaires de toute urgence pour une thérapie antibactérienne efficace, " dit Robinson.