Des chercheurs révèlent comment des bactéries responsables des infections hospitalières bloquent les antibiotiques

Structure de la protéine résistante aux antibiotiques qui ferme le pore (porte) aux antibiotiques essayant d'entrer la cellule bactérienne. Cliquez sur l'image pour l'agrandir.

« Des chercheurs révèlent comment des bactéries responsables des infections hospitalières bloquent les antibiotiques » , source communiqué de l’Imperial College de Londres.

Les bactéries résistantes aux antibiotiques responsables d'infections mortelles contractées en milieu hospitalier éliminent les antibiotiques en fermant les portes de leurs cellules.

La nouvelle découverte effectuée par des chercheurs du MRC Centre for Molecular Bacteriology and Infection de l’Imperial College de Londres, pourrait permettre aux chercheurs de concevoir de nouveaux médicaments qui ‘déverrouillent’ ces portes fermées et permettent l’introduction d’antibiotiques dans les cellules bactériennes. L’étude est publiée dans Nature Communications.

La bactérie Klebsiella pneumoniae provoque des infections dans les poumons, le sang et les plaies des personnes hospitalisées, et les patients dont le système immunitaire est affaibli sont particulièrement vulnérables. Plus de 20 000 infections à K. pneumoniae ont été enregistrées dans des hôpitaux britanniques au cours de la dernière année.

Comme de nombreuses bactéries, K. pneumoniae devient de plus en plus résistant aux antibiotiques, en particulier à une famille de médicaments appelés les carbapénèmes. Les carbapénèmes sont utilisés comme antibiotiques dans les hôpitaux lorsque d’autres ont échoué ou sont inefficaces.

Par conséquent, la résistance croissante aux carbapénèmes pourrait affecter considérablement notre capacité à guérir les infections. Pour cette raison, K. pneumoniae résistant aux carbapénèmes et sont classés comme organisme ‘critique’ de priorité 1 par l’Organisation mondiale de la Santé.

Lutte contre la résistance

L'équipe de l'Impérial College a découvert un mécanisme permettant à K. pneumoniae de résister aux carbapénèmes. Les antibiotiques pénètrent généralement dans la bactérie K. pneumoniae par des portes de surface appelées pores.

L’équipe a étudié la structure des pores et a montré qu’en fermant ces portes, K. pneumoniae devenait résistant à plusieurs antibiotiques, car les antibiotiques ne pouvaient pas pénétrer et les tuer.

Le premier auteur, Joshua Wong, du département des sciences de la vie à l'Impérial College, a déclaré: « La prévalence de la résistance aux antibiotiques augmente, nous dépendons donc de plus en plus de médicaments tels que les carbapénèmes, qui agissent contre un large éventail de bactéries. »

« Mais maintenant que des bactéries importantes comme K. pneumoniae acquièrent une résistance accrue aux carbapénèmes, il est donc important de comprendre comment elles peuvent y parvenir. Notre nouvelle étude fournit des informations vitales qui pourraient permettre de concevoir de nouvelles stratégies et de nouveaux médicaments. »

Fermeture des portes

L’équipe a comparé les structures des bactéries K. pneumoniae résistantes aux carbapénèmes à celles qui ne l’étaient pas et a découvert que les bactéries résistantes présentaient des versions modifiées ou absentes d’une protéine qui crée des pores dans la paroi cellulaire. Les bactéries résistantes ont des pores beaucoup plus petits, bloquant l'entrée de l’antibiotique.

Les portes closes ne sont pas toutes de bonnes nouvelles pour les bactéries. Elles signifient également que les bactéries peuvent absorber moins de nutriments et des tests sur des souris ont montré que la bactérie se développait plus lentement.

Cependant, l'avantage d'éviter les antibiotiques l'emportait sur l'impact négatif d'une croissance plus lente pour les bactéries, leur permettant de maintenir un niveau d'infection élevé.

Le projet a été mené en étroite collaboration avec le Dr Konstantinos Beis du Département des sciences de la vie, basé au Research Complex at Harwell, dans l'Oxfordshire.

Forcer la serrure

L'équipe a été dirigée par le professeur Gad Frankel, du département des sciences de la vie de l'Imperial College, qui a déclaré: « Il est difficile de contourner la modification utilisée par la bactérie pour éviter les

antibiotiques. Toute médicament pour contrer ce mécanisme de défense serait probablement bloqué par les portes closes. »

« Cependant, nous espérons qu'il sera possible de concevoir des médicaments capables de déverrouiller la porte, et nos données fournissent des informations permettant aux scientifiques et aux sociétés pharmaceutiques de concrétiser ces nouveaux agents. »

Les bactéries résistantes étant plus faibles, ces résultats suggèrent que la pression exercée par l'utilisation intensive de carbapénèmes en milieu hospitalier est l'un des principaux facteurs de propagation de ces superbactéries.

L'étude fournit une base scientifique directe pour la mise en œuvre de politiques de prescription restrictives qui minimiseraient l'utilisation d'agents à large spectre tels que les carbapénèmes.

L’équipe fait partie du groupe de travail sur la recherche sur les antimicrobiens à l’Impérial College, un centre multidisciplinaire qui s'attaque à la résistance aux antibiotiques en faisant progresser la recherche fondamentale, en traduisant la recherche en nouvelles stratégies de prévention et interventions en matière de santé et en éclairant les politiques de santé publique.

Le travail a été soutenu par le Medical Research Council et le Wellcome Trust.