Le corps humain produit de nombreux peptides qui aident le système immunitaire à résister aux attaques d'agents pathogènes. Et, comme il s'est avéré, il y a parmi eux des candidats pour le rôle de puissants médicaments antimicrobiens.
Dans ces nouveaux travaux, des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology, en collaboration avec des collègues italiens, recherchaient des composés qui pourraient servir de base à une nouvelle génération d'antibiotiques qui vaincra les superbactéries. Rappelons que de nombreux médicaments existants perdent de leur force: les micro-organismes ont déjà développé une résistance à la plupart d'entre eux.
Des travaux antérieurs montrent que rechercher de nouvelles armes vaut la peine de se tourner vers la nature. Des composés efficaces ont été trouvés, par exemple, dans le lait de l'ornithorynque, dans les glandes des crotales et dans le tabac.
Mais non seulement les organismes animaux et végétaux repoussent les attaques d'un grand nombre de bactéries pathogènes. Le corps humain subit également des raids constants d'agents pathogènes, et il n'est pas surprenant que cette «maison» ait développé son propre système de défense contre les menaces.
Les spécialistes se sont concentrés sur le tractus gastro-intestinal, car sa composition bactérienne est la plus diversifiée et la plus nombreuse. L'équipe a recherché des composés impliqués dans les mécanismes de défense. Le plus souvent, ce rôle est assumé par les enzymes digestives et les peptides. Bien que bon nombre d'entre eux ne soient pas assez puissants pour être utilisés comme antibiotiques, ils peuvent fournir des indices aux chercheurs et indiquer les «ajustements» nécessaires pour les nouveaux médicaments.
«Ces peptides sont vraiment un excellent modèle pour l'ingénierie. L'idée est d'utiliser la biologie synthétique et de la modifier davantage, pour la rendre plus puissante », explique l'un des principaux auteurs du nouvel ouvrage, Cesar de la Fuente-Nunez (Cesar de la Fuente-Nunez).
Avec ses collègues, il a découvert près de deux mille composés prometteurs. Ensuite, ils ont été testés à l'aide d'un algorithme spécial qui révèle des similitudes avec des peptides antimicrobiens déjà connus.
«Il s'agit d'une méthode d'exploration de données qui permet de trouver facilement des peptides qui n'ont pas été étudiés auparavant. Nous avons des modèles que nous savons associés à des peptides antimicrobiens classiques, et le moteur de recherche trouve des échantillons dans la base de données qui sont similaires à ceux qui tuent les bactéries », explique le chercheur.
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Le programme a permis de sélectionner 800 peptides appropriés, et les experts parient déjà sur l'un d'entre eux. Ce composé est appelé pepsinogène. Il est produit dans l'estomac et participe à la digestion des aliments.
Certains fragments de ce peptide, qui sont un sous-produit du processus de digestion, ont été étiquetés par l'algorithme comme «potentiellement antimicrobiens». Leur fonction n'avait pas été étudiée auparavant, de sorte que les experts avaient une nouvelle direction à suivre.
Pour tester la puissance de ces fragments de pepsinogène indiqués, les chercheurs ont effectué des tests en laboratoire dans une boîte de Pétri. Ils ont utilisé plusieurs agents pathogènes «divers» - Salmonella, E. coli et Pseudomonas aeruginosa.
Il s'est avéré que le peptide détruit efficacement ces bactéries non seulement dans un environnement acide (comme dans l'estomac), mais également à un niveau d'acidité neutre.
Des tests chez la souris ont également montré que les fragments de pepsinogène sont capables de tuer les infections cutanées causées par Pseudomonas aeruginosa.
À l'étape suivante des travaux, les scientifiques devront comprendre le mécanisme d'action du peptide et trouver un moyen de le rendre encore plus puissant. De plus, ils continueront à vérifier les autres connexions choisies par l'algorithme.
Un article scientifique sur les résultats des travaux en cours a été publié dans l'ACS Synthetic Biology.
Yulia Vorobyova
