Article adapté et traduit de ScienceDaily (29 avril 2011) : http://www.sciencedaily.com/releases/2011/04/110428143151.htm
Photo : National Institutes of Health
Pour la première fois, les scientifiques ont pu dresser un portrait chimique détaillé de la manière dont une souche particulière de bactérie a évolué pour devenir résistante aux antibiotiques.
La découverte est une étape clé vers la conception de composés aptes à prévenir les infections liées à la récente évolution des “super bactéries” résistantes aux médicaments que l’on trouve souvent dans les hôpitaux, ainsi que dans la population générale.
Cette recherche a été menée par une équipe dirigée par Squire Booker, un professeur associé du département de chimie et du département de biochimie et de biologie moléculaire à l’Université Penn State.
L’équipe a commencé par étudier une protéine fabriquée par une de ces “super bactéries”.
Booker a expliqué que, plusieurs années auparavant, des études génétiques ont révélé que Staphylococcus sciuri -une bactérie pathogène non humaine- avait évolué d’un nouveau gène appelé cfr.
On a trouvé que la protéine créée par ce gène jouait un rôle clé dans l’un des mécanismes de résistance aux antibiotiques de la bactérie.
Par la suite, on a trouvé que le même gène a été transmis à une souche de Staphylococcus aureus – un genre de bactérie commune faisant partie de la flore du nez et de la peau de l’homme, et qui est maintenant la cause de diverses infections résistantes aux antibiotiques.
Du fait que ce gène se trouve souvent dans un élément d’ADN mobile, il peut être facilement transféré d’un agent pathogène non humain à d’autres espèces de bactéries qui infectent l’homme.
Booker a expliqué que le gène qui a été isolé de Staphylococcus aureus aux États-Unis, au Mexique, au Brésil, en Espagne, en Italie et en Irlande, rend effectivement la bactérie résistante à sept classes d’antibiotiques.
De toute évidence, les bactéries porteuses de ce gène ont un avantage distinct de l’évolution. Toutefois, jusqu’à présent, le processus détaillé par lequel la protéine codée par ce gène affecte la carte génétique de la bactérie n’est pas clair.
Pour résoudre le mystère chimique de la façon dont ces bactéries déjouent autant les antibiotiques, Booker et son équipe ont étudié comment la protéine Cfr accomplit une tâche appelée méthylation – un processus par lequel les enzymes ajoutent un petit marqueur moléculaire à un emplacement particulier sur un nucléotide – une molécule qui est l’unité structurale de l’ARN et l’ADN.
Lorsque ce marqueur moléculaire est ajouté par une protéine appelée RlmN, il facilite le bon fonctionnement du ribosome bactérien – une gigantesque machine macromoléculaire qui est responsable de la fabrication de protéines essentielles à la survie de bactéries.
De nombreuses classes d’antibiotiques se lient au ribosome, ce qui perturbe son fonctionnement et tue ainsi les bactéries.
La protéine Cfr remplit une fonction identique à la protéine RlmN, mais elle ajoute le marqueur moléculaire à un emplacement différent sur le même nucléotide. L’addition du marqueur bloque le couplage des antibiotiques au ribosome sans pour autant empêcher son fonctionnement.
Pour Booker, ce qui avait rendu perplexes les scientifiques, c’est que les endroits où RlmN et Cfr ajoutent les marqueurs moléculaires sont chimiquement différents de tous les autres auxquels les marqueurs sont ajoutés régulièrement, et devraient résister à la modification par des méthodes chimiques classiques.
Ce que nous avons découvert ici est vraiment passionnant car, il représente véritablement un nouveau mécanisme chimique pour la méthylation. Nous avons maintenant une très claire image chimique d’un mécanisme très intelligent pour la résistance aux antibiotiques que certaines bactéries ont acquise.
Booker a aussi ajouté croire que la prochaine étape sera d’utiliser cette nouvelle information pour concevoir de nouveaux composés qui pourraient travailler de concert avec des antibiotiques standards.
La recherche a été en partie financée par l’Université Penn State, le Département américain de l’Énergie, le National Cancer Institute et le National Institute of General Medical Sciences of the U. S. National Institutes of Health, et le New England Biolabs.
