Le Dr Quentin Michaudel et son équipe de recherche ont créé une nouvelle famille de polymères qui tuent les bactéries sans induire de résistance aux antibiotiques, une avancée majeure dans la lutte contre les superbactéries comme E. coli et le SARM.
Les bactéries résistantes aux antibiotiques constituent une menace croissante pour la santé publique. Selon les Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis, plus de 2,8 millions d’infections sont causées chaque année par des bactéries résistantes aux antibiotiques. Sans nouveaux antibiotiques, même les blessures et infections les plus courantes peuvent être mortelles.
Les scientifiques sont désormais sur le point d'éliminer cette menace, grâce à une collaboration dirigée par la Texas A&M University qui a développé une nouvelle série de polymères capables de tuer les bactéries en perturbant les membranes de ces micro-organismes sans induire de résistance aux antibiotiques.
"Le nouveau polymère que nous avons synthétisé pourrait aider à lutter contre la résistance aux antibiotiques à l'avenir en fournissant une molécule antimicrobienne à laquelle les bactéries ne semblent pas développer de résistance", a déclaré Quentin Micaudel, Ph.D., professeur adjoint au Département de chimie et chercheur principal de l'étude.
Le laboratoire de Michaudel, qui travaille à l'interface de la chimie organique et de la science des polymères, a synthétisé le nouveau polymère en concevant soigneusement une molécule chargée positivement qui sera épissée plusieurs fois à l'aide d'un catalyseur soigneusement choisi appelé AquaMet pour former une macromolécule composée du même motif de charge répétitif. Selon Michaudel, le catalyseur est essentiel car il doit être capable de résister à de fortes concentrations de charge et doit également être soluble dans l'eau - des propriétés qui, selon lui, sont rares dans ce type de procédé.
Suite à son succès, le laboratoire de Micoudel s'est associé au groupe de recherche du Dr Jessica Schiffman à l'Université du Massachusetts à Amherst pour tester son polymère contre deux principales bactéries résistantes aux antibiotiques, Escherichia coli et Staphylococcus aureus (SARM). En attendant ces résultats, les chercheurs ont également testé la toxicité de leur polymère sur les globules rouges humains.
"Un problème courant avec les polymères antimicrobiens est le manque de sélectivité entre les bactéries et les cellules humaines lorsqu'ils ciblent les membranes cellulaires. La clé est de trouver le bon équilibre entre inhiber efficacement la croissance bactérienne et tuer sans discernement plusieurs types de cellules", explique Michaudel.
Michaudel attribue la nature multidisciplinaire de l'innovation scientifique et la générosité des chercheurs enthousiastes du campus Texas A&M et de tout le pays comme facteurs du succès de son équipe dans l'identification du catalyseur parfait pour l'assemblage moléculaire : « Ce projet a duré plusieurs années et n'aurait pas été possible sans l'aide de plusieurs groupes en plus de nos collaborateurs. Par exemple, nous avons dû expédier des échantillons à Layton, à l'Université de Virginie. utilisation d'un instrument dont peu de laboratoires dans le pays disposent. Nous sommes également très reconnaissants envers [le doctorant en biochimie] Nathan Williams et le Dr Jean-Philippe Pellois de la Texas A&M University, qui ont fourni leur expertise dans l'évaluation de la toxicité pour les globules rouges.
Michaudel a déclaré que l'équipe de recherche se concentrera désormais sur l'amélioration de l'activité du polymère contre les bactéries, en particulier sa sélectivité contre les cellules bactériennes et les cellules humaines, avant de mener des essais in vivo, et qu'elle synthétise divers analogues pour atteindre cet objectif passionnant.
Références Sarah N. Hancock, Nattawut Yuntawattana, Emily Diep, Arunava Maity, An Tran, Jessica D. Schiffman et Quentin Michaudel ont publié un article dans les Actes de l'Académie nationale des sciences le 11 décembre 2023 : « Un polymère cationique à chaîne principale antimicrobien a été obtenu par polymérisation par synthèse partielle par ouverture de cycle de N-méthylpyridinium fusionné avec du norbornène. »
DOI:10.1073/pnas.2311396120
Source compilée : ScitechDaily