Près d’un siècle après, l’action de la pénicilline mise en évidence


Des p’tits trous, des p’tits trous, toujours des p’tits trous ! Ce refrain pourrait bien s’appliquer au premier antibiotique jamais utilisé, la pénicilline. Ce bactéricide a été découvert en 1928 presque par hasard par le médecin écossais Alexander Fleming, mais son mode d’action restait obscur. En 2014, il a été montré que la pénicilline et d’autres antibiotiques béta-lactamines (qui possèdent un cycle bêta-lactame consistant en trois atomes de carbone et un d’azote) agissent en perturbant la synthèse de la paroi des bactéries. Et grâce à une étude publiée le 2 novembre dans PNAS on sait que cela, la pénicilline le fait en générant… des p’tits trous, toujours des p’tits trous !

Un équilibre délicat entre création et destruction

Les chercheurs de l’université de Sheffield (Royaume-Uni) ont fait cette découverte en étudiant le fonctionnement des parois bactériennes chez le pathogène Staphylococcus aureus. En regardant de près la synthèse du peptidoglycane qui compose ces parois, les chercheurs ont remarqué que la croissance de ces bactéries, et donc l’élargissement des parois, nécessite un équilibre ténu entre la synthèse du peptidoglycane et son hydrolyse : sa synthèse afin de pouvoir ajouter des nouvelles briques dans le mur, et son hydrolyse pour créer les espaces entre les briques existantes afin de placer les nouvelles. Perturber cet équilibre mène invariablement à la mort de la bactérie.

Ainsi, empêcher l’hydrolyse du peptidoglycane génère des parois cellulaires qui s’épaississent sans cesse, tuant la bactérie. Et inhiber la génération de nouvelles briques de cette molécule mène à la destruction des liens entre celles qui existent déjà, créant des trous dans la paroi. Ils ne sont pas bouchés, grandissent et finissent par achever le pathogène.

Comprendre comment les antibiotiques fonctionnent, une aide dans la lutte contre l’antibiorésistance

C’est ainsi que les antibiotiques de la famille de la pénicilline agissent : ils bloquent la synthèse du peptidoglycane, générant de petits trous dans la paroi bactérienne. « Ces petits orifices traversent la totalité de la paroi, et s’élargissent jusqu’à tuer la bactérie, explique Simon Foster, auteur de l’étude, dans un communiqué. Nos résultats nous aident à comprendre comment les antibiotiques existants fonctionnent et ouvrent des voies inédites vers des nouveaux traitements pour lutter contre la pandémie globale d’antibiorésistance ».

Mais il y a un « plus » à leur trouvaille. Il est d’avoir découvert que la pénicilline peut passer de bourreau à sauveur des bactéries en fonction de cet équilibre. En effet, ces antibiotiques s’avèrent utiles pour les bactéries avec des hydrolases non fonctionnelles, c’est-à-dire que l’équilibre est brisé et il y a davantage de synthèse que d’hydrolyse du peptidoglycane. Dans ce contexte précis, la pénicilline permet de diminuer aussi la synthèse de ces molécules, rétablissant un équilibre qui permet à la bactérie de rester en vie (même si elle ne peut pas grandir). La pénicilline peut donc créer des nouveaux trous ou les éviter, une nouvelle découverte surprenante pour cet antibiotique découvert par surprise.


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