Des chercheurs étudient depuis longtemps comment les grenouilles parviennent à éviter rapidement les infections, malgré leur vie dans des environnements très contaminés.
Un exemple frappant est la grenouille asiatique *Odorrana andersonii*, également connue sous le nom de grenouille puante en raison de l’odeur désagréable qu’elle émet pour éloigner les prédateurs potentiels. Ce n’est pas son seul mécanisme de défense. Comme d’autres amphibiens, elle sécrète également des peptides antimicrobiens par la peau, ce qui l’aide à éviter les infections bactériennes et fongiques dans l’environnement humide où elle vit. Ses composés sont efficaces même contre les souches résistantes aux antibiotiques conventionnels.
Inspirés par les molécules naturelles de l’*Odorrana andersonii*, des chercheurs ont développé des peptides synthétiques efficaces contre les infections bactériennes gram-négatives multirésistantes, responsables d’atteintes aux plaies, aux voies urinaires, à la circulation sanguine, ainsi que de pneumonies, de péritonites et même de méningites.
« Il avait été décrit il y a quelques années que l’*Odorrana andersonii* générait des composés qui pourraient être des antibiotiques. Nous avons pris ces séquences et modifié leurs acides aminés de manière systématique pour découvrir quels étaient ceux qui contribuaient à la fonction antibiotique. Cela nous a permis de comprendre une série de règles pour concevoir de nouvelles molécules, synthétiques, plus puissantes contre des bactéries cliniquement pertinentes, qui ne soient pas toxiques, qui n’affectent pas le microbiome, qui n’aient pas d’effets indésirables et face auxquelles les bactéries ne développent pas de résistances. C’est très prometteur »,
explique un chercheur.
La nouvelle approche consiste à utiliser la bio-ingénierie, la biologie synthétique et la modélisation computationnelle à partir de la base moléculaire obtenue de la grenouille pour modifier des caractéristiques clés, comme la capacité des molécules à se lier aux membranes bactériennes (hydrophobicité) et leur charge électrique, afin d’attaquer le pathogène sans affecter les cellules saines ou le microbiote intestinal.
« Cette méthode augmente non seulement l’efficacité, mais diminue également le risque de résistance et offre une option plus sophistiquée aux antibiotiques conventionnels »,
explique une chercheuse.
L’activité antimicrobienne a donné des résultats similaires à ceux d’antibiotiques existants comme la polymyxine B et la lévofloxacine, mais sans stimuler la résistance des pathogènes aux médicaments actuels.
« Contrairement aux antibiotiques à large spectre conventionnels, nos peptides ciblent de manière spécifique les pathogènes gram-négatifs, tout en maintenant intactes les bactéries gram-positives et les micro-organismes bénéfiques de l’intestin. C’est une caractéristique peu commune et précieuse qui pourrait conduire au développement de thérapies antimicrobiennes plus précises et avancées »,
détaille une autre chercheuse.
Les composés ont été testés sur des modèles de souris de pertinence préclinique et ont permis une diminution significative des infections de la peau et des infections musculaires profondes.
La clé de ce travail réside dans le processus systématique de développement,permettant de continuer à créer des molécules en laboratoire.
« Cela nous permet de connaître les règles du jeu, les principes de base et fondamentaux, comment fonctionnent ces peptides et comment nous pouvons apprendre des molécules naturelles pour ensuite pouvoir programmer des molécules complètement synthétiques qui peuvent être des thérapies potentielles dans un futur »,
souligne un chercheur.
Ce travail permet de progresser dans le développement d’antibiotiques potentiels. Il s’agit notamment de vaincre la capacité des bactéries à devenir résistantes aux médicaments, de développer des composés non toxiques pour les cellules humaines et d’éviter l’effet indésirable habituel des antibiotiques actuels, qui tuent également les bonnes bactéries du système digestif humain, essentielles au maintien de la santé et du bien-être.
« À mesure que la résistance aux antibiotiques continue d’augmenter, le développement de thérapies de prochaine génération est devenu une priorité mondiale. Ces découvertes soulignent le rôle vital que l’innovation dans la recherche peut jouer dans la protection de la santé publique »,
affirme un chercheur.
« La résistance bactérienne aux antibiotiques représente une menace existentielle pour l’humanité. Sans un investissement solide dans la recherche fondamentale et translationnelle, il sera impractical d’affronter avec succès ce défi mondial si grave ».
Une autre chercheuse, auteure principale d’une étude sur un médicament à potentiel antibactérien, admet que la course aux antibiotiques représente un effort continu et coûteux et plaide pour l’innovation dans ce domaine.
« En termes de développement, je crois que nous ne devrions pas nous concentrer uniquement sur la modification de ce que nous savons déjà qui fonctionne, mais plutôt sur l’adoption d’une nouvelle approche »,
déclare-t-elle.
Elle a décrit le développement d’un candidat médicament qui peut arrêter les bactéries avant qu’elles n’aient la possibilité de causer des dommages. Il s’agit d’une variante d’un médicament existant pour les bactéries intestinales appelé vancomycine et qui est utilisé en dernier recours pour les patients extrêmement malades. La nouvelle version se lie aux molécules dont les bactéries ont besoin pour construire une paroi cellulaire protectrice.
Par ailleurs, une équipe de recherche a testé des agents antibiotiques contre le *Pseudomonas aeruginosa*, considéré comme l’un des agents pathogènes les plus résistants. Ils ont introduit les médicaments dans un fluide et ont constaté que l’efficacité était plus grande lorsque les débits étaient plus élevés.
« En utilisant cette technologie microfluidique, souvent utilisée en ingénierie, dans un environnement biologique, nous avons découvert que le flux de fluide est très important pour l’activité des antibiotiques. Nous avons la possibilité d’améliorer notre détection et nos tests de médicaments en considérant cet effet »,
explique un chercheur.
Des Grenouilles aux Antibiotiques : Une Nouvelle Approche pour Combattre les Infections
Introduction
Les chercheurs s’inspirent de la nature pour développer de nouveaux antibiotiques plus efficaces, moins toxiques et résistants à la résistance bactérienne. L’étude des grenouilles, notamment l’Odorrana andersonii, révèle des secrets prometteurs pour la lutte contre les infections.
L’Inspiration de la Nature : L’Odorrana andersonii
La grenouille asiatique Odorrana andersonii, surnommée grenouille puante, possède des mécanismes de défense remarquables contre les infections, malgré son environnement humide et contaminé. Elle secrète des peptides antimicrobiens par sa peau,efficaces contre les bactéries et les champignons,même ceux résistants aux antibiotiques classiques.
Développement de Peptides Synthétiques
Inspirés par ces peptides naturels, les chercheurs ont développé des peptides synthétiques. Ces peptides sont efficaces contre les infections bactériennes Gram-négatives multirésistantes, causant des infections graves comme celles des plaies, des voies urinaires, du sang, et des pneumonies.
Comment ça marche ?
Les chercheurs ont modifié les acides aminés des peptides naturels pour identifier ceux qui contribuent à leur fonction antibiotique. Cette approche permet de concevoir des molécules synthétiques :
Plus puissantes
Non toxiques
Respectueuses du microbiome (sans affecter les “bonnes” bactéries)
Moins susceptibles de provoquer une résistance bactérienne
Nouvelle Approche : Bio-ingénierie et Modélisation
La nouvelle approche utilise la bio-ingénierie, la biologie synthétique et la modélisation computationnelle pour modifier des caractéristiques importantes comme la capacité des molécules à se lier aux membranes bactériennes (hydrophobicité) et leur charge électrique. Cela vise à attaquer les pathogènes sans endommager les cellules saines ou le microbiote intestinal.
Résultats et Avantages
Les peptides synthétiques ont montré une efficacité similaire à certains antibiotiques existants, comme la polymyxine B et la lévofloxacine, mais sans induire de résistance. Ils ciblent spécifiquement les bactéries gram-négatives, préservant les bactéries Gram-positives et les micro-organismes bénéfiques de l’intestin.
Des tests sur des modèles de souris montrent une réduction significative des infections de la peau et des muscles.
tableau Récapitulatif : Comparaison des Approaches
| Caractéristique | Antibiotiques Traditionnels | Nouveaux Peptides Synthétiques |
| ————————- | ————————————————————————– | —————————————————————————————————– |
| spectre d’action | Large (peut tuer les bonnes et les mauvaises bactéries) | Ciblé (spécifique aux bactéries Gram-négatives) |
| Toxicité | peut être toxique; affecte le microbiote | Réduite; préserve le microbiote |
| Développement de résistance | Elevé | Réduit |
| Mode d’action | Souvent non spécifique | Basé sur l’observation et la copie de mécanismes naturels et nouvelle approche (bio-ingénierie…) |
prochaines Étapes
Le travail vise à développer des antibiotiques potentiels surpassant la résistance aux médicaments, non toxiques, et évitant les dommages aux bactéries bénéfiques.
FAQ
Qu’est-ce qui rend les nouveaux peptides synthétiques importants ? Ils sont prometteurs car ils ciblent spécifiquement les bactéries problématiques, préservant le microbiote, réduisant la toxicité et limitant la résistance.
D’où vient l’inspiration pour ces nouveaux antibiotiques ? Des peptides antimicrobiens secrétés par la grenouille Odorrana andersonii.
Comment les chercheurs développent-ils ces peptides ? En utilisant la bio-ingénierie, la biologie synthétique et la modélisation computationnelle pour modifier des molécules.
Quels types d’infections ces peptides pourraient-ils traiter ? Infections causées par des bactéries Gram-négatives multirésistantes, telles que celles affectant les plaies, les voies urinaires, le sang, ou les poumons.
Quel est l’avantage par rapport aux antibiotiques actuels ? Ils devraient être plus précis, moins toxiques et moins sujets à la résistance bactérienne.
Qu’est-ce que la microfluidique pour les antibiotiques ? C’est un technique qui permet de tester l’efficacité des antibiotiques avec différentes conditions (débit, pression), et d’améliorer les tests des médicaments.