ANTIBIOTIQUES : Les livrer aux bactéries en détournant les transporteurs cellulaires

Les cellules sont dotées d'une sorte de " pompe " qui permet de récupérer des médicaments comme les antibiotiques, à partir de certaines bactéries, ici E. coli. Ces chercheurs du département de biochimie de l'Université du Wisconsin-Madison montrent que cette pompe cellulaire a également la capacité de les introduire également. C'est donc un nouveau système encore très expérimental mais ingénieux, basé sur un processus cellulaire naturel, qui pourrait être exploité dans la lutte contre les bactéries. C'est à découvrir dans les Actes de l'Académie des Sciences américaine (PNAS).

Le Dr Henzler-Wildman, Professeur de biochimie à l'UW-Madison et son équipe réécrivent, avec ces travaux près de 50 ans de recherche sur le fonctionnement des transporteurs dans la cellule : car les cellules qui doivent apporter et éliminer différents agents pour survivre, utilisent différentes protéines de transport présentes dans leurs membranes cellulaires, dont la plupart sont alimentées par la force motrice du proton. La force motrice du proton est dirigée vers l'intérieur de la cellule bactérienne, ce qui signifie que les protons veulent naturellement entrer dans la cellule de l'extérieur. Ces transporteurs permettent le mouvement mesuré des protons dans la cellule et en échange de protons entrants, les molécules de médicaments sont expulsées.

Un détail mineur qui a de grandes implications : ces travaux montrent qu'un petit transporteur de la bactérie E. coli, appelé EmrE (en violet et vert sur illustration ci-dessous) permet des flux de protons et de médicaments moins strictement couplés. En effet, ce transporteur peut également déplacer des médicaments et des protons à travers la membrane dans la même direction, ainsi que dans la direction opposée avec donc la possibilité de déplacer les molécules vers l'intérieur ou hors de la cellule. " Un détail mineur qui a de grandes implications ", écrivent les chercheurs dans un communiqué. Car ce nouveau processus identifié n'est pas répertorié dans les modèles que les scientifiques utilisent depuis près de 50 ans pour visualiser le fonctionnement de ces transporteurs cellulaires. Cela suggère en effet qu'il pourrait être possible de d'utiliser cette pompe pour délivrer des médicaments dans la cellule bactérienne.

Un transporteur multi-composés et réversible : c'est ainsi qu'il serait possible de qualifier EmrE, qui, pourrait être utilisé à pomper des antibiotiques de l'extérieur vers l'intérieur des bactéries. Il semble même possible aux chercheurs de manipuler les conditions environnementales ou le médicament lui-même de manière à pouvoir contrôler non seulement le débit du transport mais aussi sa direction. La preuve de concept, ici apportée en laboratoire, devra encore être validée par de nouvelles recherches.

Un nouveau mode de délivrance des médicaments : cibler ces transporteurs cellulaires a déjà été entrepris par de nombreuses équipes de recherche dans l'objectif d'arrêter la résistance aux antibiotiques, c'est avec ces travaux un second objectif de taille qui se dessine : utiliser ces pompes cellulaires pour délivrer les médicaments dans la cellule. D'autant que ce transporteur spécifique est retrouvé dans de nombreuses bactéries et semble d'ailleurs transporter de multiples molécules, selon les données de résonance magnétique ayant ici permis de visualiser ses mouvements.

L'auteur principal décrit ce process identifié comme un nouveau modèle " d'échange libre ", où les combinaisons et la direction du transport sont beaucoup plus flexibles, avec beaucoup plus d'options qu'on ne le pensait auparavant.

Équipe de rédaction Santélog