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La co-culture bactérienne conduit à de nouveaux antibiotiques

De nouveaux antibiotiques sont nécessaires pour lutter contre les maladies infectieuses persistantes et émergentes. Pour identifier des métabolites ayant une activité antimicrobienne putative, les chercheurs européens ont poursuivi une nouvelle approche qui implique la co-culture de micro-organismes.
La co-culture bactérienne conduit à de nouveaux antibiotiques
Historiquement, la plupart des composés antibactériens ont été isolés de produits bactériens naturels. Cette approche a été largement abandonnée par les compagnies pharmaceutiques car elles estimaient que la découverte de nouveaux composés antibactériens était peu probable. Toutefois, le récent séquençage des génomes bactériens a démontré la présence de bien plus de grappes de gènes pour la biosynthèse des métabolites similaires aux antibiotiques qu'on ne l'imaginait.

Dans des conditions de laboratoire standard, les grappes de gènes cryptiques avec effets antibiotiques sont souvent silencieuses et requièrent de nouvelles stratégies pour induire leur expression. Pour ce faire, le projet COCULMICRO (Cocultivation of microorganisms as a strategy for discovery of new natural products with antimicrobial properties), financé par l'UE, a proposé de cocultiver des microorganismes et d'identifier de nouveaux produits naturels microbiens.

Dans un premier temps, les chercheurs ont isolé plus de 300 isolats d'actinomycètes de différents endroits dans le sud de l'Espagne et effectué des fermentations par paires. La justification de cette étude était d'identifier une sorte de phénomène de stimulation croisée partagé par paires de micro-organismes pour la production de métabolites secondaires.

Pour identifier ces paires, les scientifiques ont réalisé des essais d'antibiose à haut débit sur un groupe de bactéries pathogènes humaines (Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline, Acinetobacter baumanii et Candida albicans). En outre, pour identifier des métabolites non-actifs durant la co-culture, ils ont effectué un profilage des métabolites comparatif UHPLC.

Au total, 14 co-cultures ont été identifiées pour la présence de composés qui n'étaient pas produits pendant la fermentation axénique. L'analyse structurelle de ces composés pourrait conduire à de nouvelles molécules avec activité antibactérienne.

Dans l'ensemble, les activités de COCULMICRO ont souligné la validité de l'exploitation des voies de biosynthèse bactériennes vers l'identification de nouveaux antibiotiques. Malgré les limites de l'interpolation de la méthode de culture proposée, les mécanismes inhérents responsables des interactions bactériennes ouvrent de nouvelles voies pour leur mise en œuvre dans l'industrie pharmaceutique.

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Mots-clés

Bactérie, co-culture, antibiotiques, métabolite, actinomycètes, fermentation axénique
Numéro d'enregistrement: 188734 / Dernière mise à jour le: 2016-10-26
Domaine: Biologie, Médecine