Enfin un nouvel antibiotique ?

L'étude des poissons pourrait bien nous sauver la vie. Annie Spratt/Unsplash, CC BY-SA

Enfin un nouvel antibiotique ?

Un jour, il se peut que vous preniez une pilule et que vous deviez votre rétablissement aux microbes minuscules qui fleurissent dans la couche glissante de mucus qui enrobe les poissons.

Il est d’une importance cruciale de trouver la prochaine génération d’antibiotiques. L’incidence des infections bactériennes résistantes aux antibiotiques actuels continue d’augmenter. L’Organisation mondiale de la santé a averti que cette question ne fera que s’aggraver et une étude récente prévoit que d’ici 2050, les infections résistantes aux médicaments toucheront plus de personnes que le cancer.

On prévoit que le nombre de décès attribuables à la résistance aux antimicrobiens (AMR) augmentera à l’échelle mondiale au cours des prochaines décennies. Review on Antimicrobial Resistance, CC BY

Comment trouver un nouvel antibiotique ?

Vousserez peut-être surpris d’apprendre que plus de 70 % des anti-infectieux actuellement utilisés proviennent de produits naturels. Les plantes et les microbes produisent un large éventail de produits chimiques complexes, dont certains ont des propriétés antibiotiques ou antivirales, voire toxiques pour les cellules. Par exemple, l’amoxicilline, l’un des antibiotiques les plus couramment prescrits est un dérivé d’un produit chimique isolé à partir de moisissures de Penicillium.

Les microbes sont tout autour de nous. En fait, ils sont partout sur nous et en nous. Les animaux, y compris les humains, sont l’hôte d’une communauté diverse de microbes sur leur peau et dans leur système gastro-intestinal.

Ces microbes peuvent interagir avec leurs organismes hôtes de façon positive et négative, notamment en favorisant la digestion et en réduisant les infections pathogènes, mais aussi en contribuant à certains types de maladies. Ces microbes peuvent également être une source de nouveaux antibiotiques. Par exemple, des chercheurs ont récemment identifié un nouvel antibiotique à partir d’une bactérie trouvée dans notre nez.

Le mucus à la surface des poissons peut être visqueux et constitue également une mine d’or potentielle pour les composés bioactifs. FWC Fish and Wildlife Research Institute, CC BY-NC-ND

Dans mon laboratoire de l’Oregon State University, nous travaillons pour identifier la prochaine génération d’antibiotiques à partir des microbes associés aux animaux. Nos efforts actuels se concentrent sur le groupe le plus diversifié de vertébrés : les poissons marins et d’eau douce. Plus de 33 000 espèces de poissons ont été identifiées soit plus que la somme de tous les autres vertébrés de la Terre. Ces animaux vivent souvent dans des environnements difficiles et sont susceptibles d’abriter des microbes qui les aident à résister aux infections.

Nous collaborons avec le biologiste marin Misty Paig-Tran de la California State University Fullerton pour obtenir des échantillons de mucus de différentes espèces de poissons du Pacifique. Sur plusieurs chaluts, son équipe a pu récolter des poissons côtiers et quelques poissons d’eau profonde, au total environ 17 espèces. Par exemple, ils ont ramené plusieurs perches roses des eaux côtières, et des eaux plus profondes ou des anguilles de mer.

Gisela Gonzalez Montiel et Ross Overacker travaillent sur des échantillons de poisson et de boue fournis par Misty Paig-Tran. Loesgen Lab, CC BY-ND

Le mucus visqueux qui enrobe les poissons sert de protection. Lorsque l’animal se déplace dans l’eau, il peut entrer en contact avec toutes sortes de bactéries, champignons ou virus ; le mucus agit comme une barrière physique. Les chercheurs pensent que le microbiome du poisson produit également un composant chimique qui aide à prévenir les infections.

Mes collaborateurs et moi cherchions des bactéries intéressantes que nous pourrions isoler du poisson. Notre but était d’explorer la bioactivité de l’extrait bactérien dans l’espoir de l’exploiter pour nos propres usages.

Paige Mandelare et Molly Austin avec des bactéries dérivées du microbiome du poisson. Loesgen Lab, CC BY-ND

Nous explorons actuellement la taxonomie ds bactéries, c’est-à-dire, comment sont-elles apparentées et comment devraient-elles être classées sur l’arbre de la vie ?

De quelles espèces s’agit-il ? Nous avons réussi à isoler 47 souches bactériennes différentes de ces écouvillons de mucus de poisson. Nous les avons cultivées, extraits les produits chimiques qu’elles produisaient, puis nous les avons testés pour voir s’ils inhibaient les agents pathogènes humains courants.

Fait intéressant, nous avons constaté que plusieurs extraits bactériens avaient une forte activité antimicrobienne et que 15 extraits présentaient une forte inhibition du Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline. Le SARM est un agent pathogène humain résistant aux médicaments qui est responsable de nombreuses infections difficiles à traite.

Les microbes présents sur les poissons marins produisent divers composés qui pourraient être efficaces pour combattre les infections chez les humains. Loesgen Lab, CC BY-ND

Nous avons effectué des tests et des analyses supplémentaires sur l’un des extraits les plus puissants et avons découvert que les microbes produisaient de multiples analogues d’un composé aromatique hétérocyclique particulier appelé phénazine qui avait une activité antibiotique. Motivés par ces résultats, nous avons testé si les composés contenus dans ces extraits pouvaient également affecter les cellules cancéreuses. Nous avons découvert que cette bactérie Pseudomonas dérivée du poisson, isolée d’une perche rose du littoral, produisait également un métabolite qui inhibait la croissance des cellules carcinomes du côlon humain.

Cette recherche est en cours, dans mon laboratoire et d’autres, et la question de savoir si un composé actif est un médicament efficace dépend de nombreux facteurs. Cependant, ces résultats suggèrent que les microbes associés aux poissons produisent un large éventail de produits chimiques divers et complexes et sont une excellente source pour les efforts de découverte de médicaments.

This article was originally published in English