Des bactéries usines pour obtenir de nouveaux médicaments anti-paludiques

Dérivés de la violacéine. Crédit: Hung-En Lai

« Des bactéries usines pour obtenir de nouveaux médicaments anti-paludiques », source Imperial College London.

Des chercheurs ont conçu des bactéries pour produire de nouvelles versions de molécules antibiotiques potentielles, dont certaines possèdent de puissantes propriétés anti-paludiques.

L'utilisation de bactéries pour produire de nouvelles formes de molécules médicamenteuses potentielles rend le processus plus rapide et moins cher, ce qui signifie que de nouveaux médicaments pourraient être découverts plus rapidement.

La nouvelle méthode, par des chercheurs de l'Imperial College de Londres, est publiée dans Antimicrobial Agents and Chemotherapy.

Il y a eu 228 millions de cas de paludisme en 2018 et 405 000 décès (c’est 1,5 fois plus que le COVID-19 -aa). Le parasite qui cause la maladie gagne en résistance aux traitements médicamenteux de première ligne, de nouveaux médicaments et autres interventions sont donc nécessaires pour progresser vers l'éradication du paludisme.

Une molécule, appelée violacéine, est connue pour être capable de tuer le stade sanguin du parasite responsable du paludisme, Plasmodium falciparum. La violacéine est présente naturellement dans certaines bactéries mais est difficile à isoler et à purifier, ce qui la rend coûteuse et longue à produire.

Désormais, des chercheurs de l’Imperial College London ont développé des bactéries E. coli modifiées afin de produire de la violacéine dans un format facilement accessible. Ils l'ont fait en introduisant dans E. coli des gènes qui codent pour les enzymes qui produisent la violacéine.

Découper la chimie

Les bactéries ont été conçues pour produire des molécules de cette manière auparavant, mais l'équipe est également allée plus loin. En changeant ce que consommait E. coli, l'équipe a également été en mesure de faire produire aux bactéries différentes versions de violacéine.

Ils ont ensuite testé la capacité de ces versions dérivées à tuer le parasite du paludisme en laboratoire, constatant qu'un dérivé était environ 20% plus puissant que la violacéine d'origine.

L'auteur principal, le Dr Mark Wilkinson, du Département des sciences de la vie de l'Imperial College London, a dit: « Nous avons un besoin urgent de nouveaux médicaments pour lutter contre le paludisme, mais le processus prend beaucoup de temps lorsqu'il est difficile d'obtenir de nouvelles molécules prometteuses avec la chimie traditionnelle. »

« En combinant la biologie synthétique avec un screening à haut débit, nous sommes en mesure de supprimer une partie de la chimie coûteuse, ce qui nous permet non seulement de fabriquer des molécules plus facilement, mais également de découvrir des dérivés de ces molécules qui peuvent être encore plus puissants. »

Prochaines étapes

Les biologistes synthétiques sont capables d'insérer un plus grand nombre et type d'enzymes dans les bactéries, ouvrant la voie à une nouvelle méthode de découverte de médicaments.

L'équipe travaille actuellement à identifier comment la violacéine et ses dérivés tuent le parasite. Connaître les cibles de la molécule aidera les chercheurs à développer davantage de médicaments et à découvrir d'autres molécules qui agissent contre la même cible.

Les chercheurs pensent que la violacéine agit en modifiant le comportement d'une protéine impliquée dans la création du cytosquelette du parasite, la structure qui aide les cellules à conserver leur forme.

L’étude a impliqué des chercheurs des départements des sciences de la vie, de la chimie et des maladies infectieuses de l’Imperial College London, ainsi que de l’UK Dementia Research Institute Care Research and Technology Centre.

Référence

‘A Biosynthetic Platform for Antimalarial Drug Discovery' by Mark D. Wilkinson, Hung-En Lai, Paul S. Freemont, and Jake Baum is published in Antimicrobial Agents and Chemotherapy.