Résumé :
Des chercheurs de l'Université Texas A&M aux États-Unis étudient le rôle du cuivre dans la résistance de l'organisme aux infections des voies urinaires (IVU), dans l'espoir d'utiliser le mécanisme de défense naturel de l'organisme pour trouver de nouvelles façons de traiter les infections des voies urinaires résistantes aux antibiotiques de plus en plus graves. Le projet a reçu un financement de 1,48 million de dollars américains de la part des National Institutes of Health (NIH). L’objectif de la recherche n’est pas simplement d’utiliser le cuivre comme médicament antibactérien traditionnel, mais également de comprendre comment le corps utilise le cuivre pour attaquer les bactéries et comment les bactéries pathogènes s’adaptent à cette attaque et continuent de survivre.
Le cuivre est un oligoélément nécessaire aux humains et aux animaux pour maintenir des fonctions physiologiques normales. Cependant, lorsque la concentration et l'environnement d'action atteignent certaines conditions, il présente une toxicité évidente pour les bactéries. Par conséquent, le système immunitaire humain a déjà adopté le cuivre dans le cadre de son système de défense immunitaire naturel. Lorsqu’une infection survient, des cellules immunitaires spécialisées engloutissent les bactéries et les attaquent avec diverses substances antimicrobiennes, dont le cuivre. Des chercheurs de l’Université Texas A&M ont déjà découvert que les niveaux de cuivre dans l’urine augmentent également en cas d’infection des voies urinaires, ce qui suggère que le corps peut activement mobiliser le cuivre pour aider à éliminer les bactéries envahissantes.
Cependant, les bactéries ne sont pas sans défense. Étant donné que le cuivre existe naturellement dans l’environnement, de nombreuses bactéries ont développé un ensemble de mécanismes pour faire face à la toxicité du cuivre, comme l’expulsion du cuivre hors de la cellule ou la limitation des dommages causés par le cuivre à elles-mêmes. L'équipe de recherche espère ensuite mieux déterminer les mécanismes génétiques et moléculaires par lesquels les bactéries responsables des infections des voies urinaires résistent aux concentrations élevées de cuivre dans l'organisme.
Les chercheurs pensent que s'ils parviennent à comprendre comment les bactéries surmontent le « stress lié au cuivre » créé par l'organisme, il sera peut-être possible de trouver de nouvelles stratégies de traitement qui rendront les bactéries plus vulnérables au cuivre et à d'autres mécanismes de défense immunitaire. Cette idée est différente du traitement antibiotique traditionnel car elle ne recherche pas seulement un nouveau médicament capable de tuer directement les bactéries, mais tente d'affaiblir les capacités de défense des bactéries et de permettre au médicament de former un effet synergique avec le système immunitaire humain.
L'équipe de recherche a également découvert un indice potentiellement important : le cuivre pourrait affecter les pili que les bactéries utilisent pour se fixer aux cellules de la vessie. Les pili sont des structures ressemblant à des filaments à la surface des bactéries qui les aident à adhérer fermement à la muqueuse de la vessie. Si le cuivre est capable d’interférer avec ces structures, les bactéries pourraient avoir du mal à continuer d’adhérer aux tissus de la vessie, même si elles ne sont pas directement tuées.
Ce mécanisme revêt une importance particulière car les voies urinaires elles-mêmes disposent d'une méthode de défense physique très simple mais efficace : le débit urinaire. Les bactéries qui adhèrent fermement à la muqueuse de la vessie sont plus susceptibles de développer une infection, tandis que les bactéries qui ne peuvent pas adhérer de manière stable sont plus susceptibles d'être excrétées dans l'urine. Par conséquent, perturber la capacité d’attachement des bactéries peut devenir un moyen complémentaire de contrôler l’infection.
Cependant, plus de cuivre n’est pas toujours meilleur. Le cuivre peut également endommager les propres cellules du corps à des concentrations plus élevées, de sorte que le corps doit contrôler strictement le processus de transport, de stockage et de libération du cuivre. Les chercheurs s'intéressent actuellement particulièrement à une protéine contenant du cuivre, la céruloplasmine, dont des études antérieures ont montré qu'elle pourrait être impliquée dans le transport et la mobilisation du cuivre lors d'infections des voies urinaires. L’équipe de recherche voulait comprendre exactement comment la céruloplasmine régule l’apport de cuivre en cas d’infection et comment ce processus aide l’organisme à contrôler les bactéries.
Entre-temps, des chercheurs ont découvert un composé antibactérien expérimental dont les effets antibactériens sont considérablement améliorés en présence de cuivre. Dans l'étape suivante, ils prévoient de modifier et de tester ce composé et ses structures associées afin de trouver des médicaments candidats capables d'agir avec le mécanisme de défense naturel de l'organisme à base de cuivre.
Cette stratégie pourrait constituer une autre voie de traitement pour les infections des voies urinaires où la résistance aux antibiotiques augmente. Les antibiotiques traditionnels ciblent principalement les bactéries elles-mêmes, tandis que de nouvelles orientations de recherche espèrent prendre en compte simultanément la relation synergique entre le système immunitaire humain et les médicaments et améliorer l'effet thérapeutique en renforçant les mécanismes de défense existants de l'organisme.
Les chercheurs ont également souligné qu'il faudra encore plusieurs années avant qu'une thérapie « dépendante du cuivre » puisse être utilisée à des fins cliniques. Ce travail en est encore à ses débuts et l’objectif principal est de comprendre les mécanismes d’attaque et de défense entre le corps humain et les bactéries autour du cuivre et de trouver des avancées qui pourront être converties en traitements à l’avenir, de sorte que le cuivre lui-même ne peut pas encore être considéré comme un traitement éprouvé contre les infections des voies urinaires.
Si l'étude aboutit, ses implications pourraient également s'étendre au-delà des infections des voies urinaires. Certaines des bactéries responsables des infections des voies urinaires peuvent également infecter d’autres parties du corps. Ainsi, étudier la manière dont ces bactéries résistent au cuivre pourrait aider les scientifiques à comprendre des mécanismes similaires dans d’autres infections bactériennes. En outre, les infections récurrentes des voies urinaires sont également fréquentes chez les chiens et d’autres animaux, de sorte que les résultats pourraient également être appliqués dans le domaine vétérinaire à l’avenir.
L'idée centrale de toute la recherche est d'observer le processus d'infection sous deux angles : « pathogène » et « hôte » : d'une part, nous étudions comment les bactéries résistent au cuivre, d'autre part, nous étudions comment le corps humain mobilise et transporte le cuivre, et finalement recherchons des traitements qui permettent aux deux ensembles de mécanismes de fonctionner ensemble. Pour les infections présentant une résistance croissante aux antibiotiques, cette idée d'utiliser les défenses immunitaires naturelles de l'organisme, plutôt que de s'appuyer uniquement sur le développement continu de nouveaux antibiotiques, pourrait devenir une orientation importante pour la future recherche sur les médicaments anti-infectieux.
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