Chaque année, au moins 2,8 millions d’Américains contractent une infection résistante aux antibiotiques, et plus de 35 000 en meurent. La résistance aux antibiotiques se produit lorsque les bactéries et autres microbes développent la capacité de survivre à une exposition aux antibiotiques. Certaines des bactéries résistantes aux antibiotiques les plus préoccupantes, telles que le Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM), qui peut provoquer de graves infections cutanées, et les entérobactéries résistantes aux carbapénèmes (CRE), qui peuvent provoquer de graves pneumonies et infections des voies urinaires, le sont devenues. résistants, ils sont pratiquement intraitables avec les antibiotiques conventionnels.
"La résistance aux antibiotiques est l'une des menaces les plus graves pour la santé publique mondiale", a déclaré Vitali Prakapenka, physicien d'Argonne. « Nos découvertes offrent un nouvel espoir pour le développement d’antibiotiques plus efficaces. »
Les chercheurs ont utilisé une technique aux rayons X appelée cristallographie femtoseconde en série, ou SFX, pour capturer des instantanés d'une enzyme, connue sous le nom de bêta-lactamase, en train de détruire un antibiotique. SFX est particulièrement adapté à la capture d’images de molécules en action au niveau atomique.
"Nous avons capturé l'enzyme au milieu de la réaction, ce qui nous a permis d'identifier les étapes cruciales du processus de destruction des antibiotiques", a déclaré Prakapenka, qui a dirigé l'équipe de recherche avec des scientifiques du Centre d'Argonne pour les matériaux à l'échelle nanométrique, un bureau des utilisateurs scientifiques du DOE. « Nous avons découvert que l’antibiotique pouvait en réalité rester coincé dans le site actif de l’enzyme, créant une sorte d’embouteillage moléculaire et stoppant le processus destructeur. »
Grâce à ces nouvelles connaissances, les chercheurs pensent qu’il pourrait être possible de développer des antibiotiques spécialement conçus pour rester coincés dans le site actif de l’enzyme, bloquant ainsi la destruction de l’antibiotique et tuant les bactéries.
L’équipe de recherche travaille actuellement au développement de nouveaux antibiotiques basés sur leurs découvertes. Ils étudient également d’autres enzymes résistantes aux antibiotiques afin d’identifier des vulnérabilités supplémentaires qui pourraient être exploitées pour développer de nouveaux antibiotiques.
"Nous espérons que nos recherches mèneront au développement de nouveaux antibiotiques capables de vaincre la résistance et de sauver des vies", a déclaré Prakapenka.
La recherche a été financée par le Bureau des sciences du DOE et les National Institutes of Health.
