Staphylococcus aureus les bactéries sont une cause majeure d'infections graves qui persistent souvent malgré un traitement antibiotique, mais les scientifiques de l'UNC School of Medicine ont maintenant découvert un moyen de rendre ces bactéries beaucoup plus sensibles à certains antibiotiques courants.

Les scientifiques, dans une étude publiée dans Biologie Chimique Cellulaire , ont découvert que l'ajout de molécules appelées rhamnolipides peut produire des antibiotiques aminosides, comme la tobramycine, des centaines de fois plus puissant contre S. aureus - y compris les souches qui sont autrement très difficiles à tuer. Les rhamnolipides desserrent efficacement les membranes externes de S. aureus cellules afin que les molécules d'aminosides puissent y pénétrer plus facilement.

"Il y a un grand besoin de nouvelles façons de tuer les bactéries qui tolèrent ou résistent aux antibiotiques standard, et à cette fin, nous avons constaté que la modification de la perméabilité membranaire pour induire l'absorption des aminosides est une stratégie extrêmement efficace contre S. aureus , " a déclaré l'auteur principal de l'étude Brian Conlon, Doctorat., professeur adjoint au département de microbiologie et d'immunologie de l'UNC School of Medicine.

Les Centers for Disease Control des États-Unis ont estimé qu'en 2017, il y avait plus de 119, 000 cas d'infections sanguines graves à Staph aux États-Unis, dont plus de 20, 000 ont été mortels.

Traitements standard pour de nombreuses souches de la S. aureus ne tue pas les bactéries, soit parce que les bactéries ont acquis génétiquement une résistance spécifique aux antibiotiques, soit parce qu'elles se développent dans le corps d'une manière qui les rend intrinsèquement moins vulnérables. Par exemple, S. aureus peut adapter son métabolisme pour survivre dans les zones pauvres en oxygène des abcès ou dans les poumons remplis de mucus des personnes atteintes de mucoviscidose. Dans ces environnements, la paroi ou membrane externe bactérienne devient relativement imperméable aux aminosides, comme la tobramycine.

Conlon et ses collègues, dont le premier auteur Lauren Radlinski, un doctorat candidat au laboratoire Conlon, trouvé dans une étude de 2017 que les rhamnolipides améliorent considérablement la puissance de la tobramycine contre les souches de test standard de S. aureus . Les rhamnolipides sont de petites molécules produites par une autre espèce bactérienne, Pseudomonas aeruginosa, et sont considérés comme l'une des armes naturelles de P. aeruginosa contre d'autres bactéries à l'état sauvage. À fortes doses, ils creusent des trous dans les membranes cellulaires des bactéries rivales. Les chercheurs de l'UNC ont découvert que les rhamnolipides stimulent considérablement l'absorption des molécules de tobramycine, même à faibles doses où ils n'ont pas d'effet antibactérien indépendant.

Dans la nouvelle étude, Conlon, Radlinski et ses collègues ont testé des combinaisons rhamnolipide-tobramycine contre S. aureus des populations particulièrement difficiles à tuer dans la pratique clinique ordinaire. Les chercheurs ont découvert que les rhamnolipides augmentent la puissance de la tobramycine contre :

• S. aureus croissance dans des niches à faible teneur en oxygène;
• SARM (résistant à la méthicilline S. aureus ), qui sont une famille de dangereux S. aureus variantes avec une résistance au traitement génétiquement acquise ;
• résistant à la tobramycine S. aureus souches isolées de patients atteints de mucoviscidose;
• et les formes « persistantes » de S. aureus qui ont normalement une sensibilité réduite aux antibiotiques parce qu'ils se développent si lentement.

Radlinski a dit, « Des doses de tobramycine qui auraient normalement peu ou pas d'effet sur ces S. aureus les populations les ont rapidement tuées lorsqu'elles sont combinées avec des rhamnolipides."

Conlon, Radlinski, et ses collègues ont déterminé que les rhamnolipides, même à faible dose, modifient la S. aureus membrane d'une manière qui la rend beaucoup plus perméable aux aminosides. Chaque antibiotique de cette famille qu'ils ont testé, y compris la tobramycine, gentamicine, amikacine, néomycine, et la kanamycine—avaient augmenté leur puissance. Les expériences ont montré, de plus, que cette stratégie de renforcement de la puissance est efficace non seulement contre S. aureus mais plusieurs autres espèces bactériennes, dont Clostridioides difficile (C-diff), qui est une cause majeure de graves, maladies diarrhéiques souvent mortelles chez les personnes âgées et les patients hospitalisés.

Les rhamnolipides se présentent sous de nombreuses variantes, et les scientifiques espèrent maintenant déterminer s'il existe une variante optimale qui fonctionne puissamment contre d'autres bactéries tout en ayant peu ou pas d'effet toxique sur les cellules humaines. L'équipe prévoit également d'étudier d'autres armes microbes contre microbes pour trouver de nouvelles façons d'améliorer la puissance des antibiotiques existants.

"Il existe un grand nombre d'interactions bactériennes interespèces qui pourraient influencer l'efficacité de nos antibiotiques, " Radlinski a déclaré. "Nous visons à les trouver dans le but ultime d'améliorer l'efficacité des thérapies actuelles et de ralentir la montée de la résistance aux antibiotiques."