Sol nutritionnel avec une souche productrice de Streptomyces avec l'inclusion d'une seule colonie. Crédit :Université de Leyde
L'augmentation des résistances et le manque de nouveaux antibiotiques constituent un grave problème de santé publique. Dans ce contexte, Gilles van Wezel de l'Institut de biologie de Leiden recherche de nouveaux médicaments. Avec l'ancien Ph.D. l'étudiant Changsheng Wu et ses collègues, il a découvert l'antibiotique spécial lugdunomycine, qu'ils ont nommé d'après Leyde. La découverte a récemment été publiée dans la revue Angewandte Chemie .
Source épuisée
« On prévoit que d'ici 2050, environ 10 millions de personnes dans le monde mourront des conséquences de la résistance aux antibiotiques, " dit Van Wezel. " C'est autant qu'en raison du cancer. Nous sommes confrontés à une tendance négative dans laquelle de plus en plus de bactéries deviennent résistantes, souvent à plusieurs antibiotiques, alors que dans le même temps, de moins en moins de nouveaux médicaments arrivent sur le marché. Nous voulons trouver des solutions pour cela. » Van Wezel effectue des recherches sur la bactérie Streptomyces. Ce genre vit dans le sol et produit pas moins des deux tiers de tous les antibiotiques. Parce qu'ils sont utilisés et criblés depuis si longtemps, l'industrie pharmaceutique pensait que tout ce qui pouvait être obtenu à partir de ces bactéries avait déjà été découvert. La source semblait épuisée, " dit Van Wezel. Mais cela s'est avéré ne pas être le cas après tout.
Antibiotique du sommeil
Au début du 21ème siècle, Le séquençage de l'ADN a pris son essor :une technique permettant de visualiser et d'analyser l'ensemble de l'ADN des organismes. "De cette façon, nous pouvions également examiner l'ADN des bactéries productrices d'antibiotiques. Ensuite, il s'est avéré qu'elles avaient beaucoup plus de potentiel que nous ne l'avions pensé auparavant! La souche modèle Streptomyces coelicolor, qui produit des antibiotiques bleu ciel (coelicolor en latin), est un bon exemple. La bactérie produit jusqu'à quatre espèces différentes. Des milliers de scientifiques travaillent sur cette souche depuis cinquante ans, on pensait donc qu'il n'y avait pas grand-chose de plus à obtenir. Cependant, lorsque l'ADN complet de la souche a été publié en 2002, il est apparu que l'ADN des bactéries contient bien plus de recettes d'antibiotiques que les seuls antibiotiques qu'elles produisent en laboratoire. C'est ce qu'on appelle les antibiotiques du sommeil.
La structure de l'antibiotique lugdunomycine. Crédit :Université de Leyde
Économie d'énergie
Il faut beaucoup d'énergie à une bactérie pour fabriquer des antibiotiques, " explique Van Wezel. " C'est pourquoi ils ne le font pas quand ce n'est pas nécessaire. " Par conséquent, en laboratoire, les bactéries fabriquent moins d'antibiotiques que dans le sol. Tout simplement parce que le laboratoire n'a pas les conditions écologiques nécessaires. "Ou, autrement dit :dans le sol, il y a plus d'ennemis contre lesquels les bactéries ont besoin d'antibiotiques."
Antibiotique de Leyde
L'antibiotique découvert par Wu, Van Wezel et le co-promoteur Young Hae Choi sont également un antibiotique du sommeil, produit par une bactérie Streptomyces encore inconnue des montagnes Qinling en Chine. Ils l'appelaient lugdunomycine, après le nom latin de Leyde (Lugdunum batavorum). "Wu a examiné une variété qui n'a rien produit à première vue. Mais après avoir imité différentes conditions de culture, nous avons néanmoins assisté ici à une activité biologique. Cela a conduit à la découverte d'une molécule chimique avec une structure complexe imprévue!" La lugdunomycine est dérivée d'une famille bien connue de molécules ayant une activité principalement anti-tumorale mais a subi des modifications si importantes qu'elle ne lui ressemble plus. "L'ajout de trois anneaux supplémentaires le font ressembler à un hélicoptère, " dit Van Wezel. " Nous n'avons jamais vu cela auparavant, mais il se produira certainement plus souvent dans la nature. Mais en si petites quantités qu'elles ont dû être négligées jusqu'à présent."
La découverte d'une structure chimique aussi radicalement différente est rare. Maintenant que Wu, Choi et Van Wezel ont publié la structure de la lugdunomycine, le prochain défi est de faire en sorte que Streptomyces en produise plus. Ils doivent également étudier l'activité exacte de la molécule, et si elle est réellement applicable cliniquement. Peut-être, l'antibiotique de Leiden pourra servir de véritable médicament à l'avenir. À cette fin, Van Wezel a commencé un projet de suivi au sein du programme NACTAR dans le domaine NWO des sciences appliquées et techniques (TTW). Dans ce programme, les scientifiques et l'industrie travaillent ensemble au développement de nouveaux antibiotiques. "Pour l'instant, au moins, nous avons découvert cette molécule spéciale, ce qui est très excitant. Je ne pense pas que nous découvrirons rapidement une autre molécule avec une structure aussi spectaculaire."
