De nouvelles armes dans la lutte contre les microbes
Le projet NAM a étudié les peptides antimicrobiens (PAM), qui sont produits par tous les organismes supérieurs, ainsi que les produits secondaires des microbes végétaux internes, les endophytes. Les endophytes vivent dans les végétaux et offrent à leurs hôtes une certaine protection contre différents pathogènes en produisant des composés bioactifs. Ces composés pourraient se révéler utiles dans les traitements antibiotiques. Les partenaires du projet ont développé des techniques pour isoler et examiner les champignons endophytes. Ils ont constaté que les taux élevés de champignons bioactifs capables de réagir contre la bactérie Staphylococcus aureus étaient respectivement contenus dans les espèces d'herbes, d'épicéa et de pin. Les micro-organismes endophytes sont difficiles à mettre en culture en laboratoire, aussi les scientifiques ont-ils étudié les instruments génétiques leur permettant d'accéder à ces sources actives présentes dans les plantes. Ils sont parvenus à identifier une protéine antibactérienne et plusieurs PAM à partir d'endophytes présents dans la camarine noire (Empetrum nigrum), le lédon des marais, ou encore le thé du labrador (Rhododendron tomentosum) et le pin sylvestre (Pinus sylvestris). Les chercheurs ne se sont pas uniquement concentrés sur les PAM des sources endophytes mais également sur d'autres bactéries et champignons, ainsi que sur les molécules produites dans le cadre des mécanismes de défense animale. De nombreux PAM d'origine animale ont la capacité d'inactiver directement les pathogènes et d'alerter et de renforcer le système immunitaire. Les scientifiques ont pris en compte différentes catégories de PAM en se concentrant sur les peptides possédant un vaste spectre d'activité orienté sur la membrane microbienne et ceux présentant une activité sélective contre les bactéries à gram-négatif. Les différentes catégories comprennent les cathélicidines animales, ainsi que les bêta-défensines, les défensines fongiques (comme la plectasine) et les lantibiotiques bactériens. Les cathélicidines sont une importante famille de PAM présentes chez tous les animaux vertébrés. Une étude détaillée portant sur l'action antibactérienne de bêta-défensine 3 a été menée. Ce peptide est produit par les cellules épithéliales et les neutrophiles (lymphocytes) humains et se lie sur les sites riches en lipide II, perturbant ainsi les membranes cytoplasmiques microbiennes. Pourtant, les cellules de Staphylococcus traitées avec de l'hBD3 (bêta-défensine 3 humaine) ont montré que l'inhibition de la synthèse des membranes cellulaires pourrait constituer une part importante du processus de destruction. Les chercheurs ont également identifié la biosynthèse des parois cellulaires comme la voie sélectionnée par la plectasine, toutefois, avec une affinité légèrement plus importante pour le lipide II par rapport à hBD3. Ce mécanisme se retrouve également dans les lantibiotiques bactériens et pourrait constituer une caractéristique importante du mode d'action de différentes classes de PAM, dont l'origine s'étend des micro-organismes aux vertébrés. Les travaux menés par le projet NAM ont démontré avec succès que des substances antimicrobiennes naturelles de différentes origines ont toutes interagit avec la même cible, le lipide II, inhibant la même voie de biosynthèse de la paroi cellulaire dans le pathogène Staphylococcus aureus. Ces connaissances seront importantes pour le développement de nouveaux antibiotiques et pour l'identification de nouvelles cibles à l'avenir.
