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Etude des bases moléculaires pour la vectorisation d'antibiotiques permettant de contourner la faible perméabilité des membranes de Pseudomonas aeruginosa

Dernière mise à jour 17.07.2017 à 17h14

Axe de recherche : Infection Délégation territoriale : Alsace

Porteur du projet : Isabelle SCHALK
ESBS - UMR7242

Contexte :
Pseudomonas aeruginosa est responsable d'infections chroniques graves chez les patients atteints par la mucoviscidose. Les antibiothérapies ont contribué fortement à augmenter l'espérance de vie des patients. Néanmoins, face à la résistance croissante de P. aeruginosa aux antibiothérapies actuelles, il convient de développer de nouvelles stratégies augmentant l’efficacité des molécules bactéricides approuvées. Nous souhaitons pirater les systèmes bactériens d’assimilation du fer, un nutriment essentiel à la prolifération de P. aeruginosa, pour faciliter l’entrée d’antibiotiques dans le microorganisme.  Notre stratégie est celle du cheval de Troie: les antibiotiques seront « déguisés » chimiquement pour qu’ils soient reconnus par les voies d’assimilation du fer. L’antibiotique sera alors transporté efficacement au travers de la paroi bactérienne en même temps que le fer et s’accumulera dans la cellule bactérienne pour la détruire plus efficacement.

Objectifs :
Nous souhaitons poursuivre la mise au point de conjugués « chevaux de Troie » entre des sidérophores et des antibiotiques, utilisant les voies de transport du fer pour faciliter l’entrée des antibiotiques dans les bactéries et améliorer leur activité contre P. aeruginosa. Nous avons développés deux vecteurs catécholés appelés BCV et TCV. A ce jour, il ne nous est pas possible de savoir à quelle profondeur nos systèmes pénètrent l’enveloppe bactérienne (principale ligne de défense de la bactérie) pour y amener l’antibiotique. Mieux connaître les propriétés biologiques de BCV et TCV dans différentes conditions de cultures c’est se donner la possibilité d’accroître encore l’efficacité de nos « chevaux de Troie » antibiotiques contre P. aeruginosa. Les informations fonctionnelles recueillies guideront alors les chimistes de notre équipe, en charge de la conception et de la synthèse de nouvelles générations de conjugués plus efficaces contre P. aeruginosa.

Perspectives :
Dans l’année à venir, nous allons nous concentrer sur les mécanismes d’interaction entre une enzyme périplasmique PfeE et nos conjugués. Cette enzyme pourrait être utilisé pour provoquer une hydrolyse du vecteur et libérer l’antibiotique dans le périplasme bactérien.  Nous allons également étudier l’adaptation (virulence et expression des différentes voies d’acquisition du fer) de P. aeruginosa dans un système d’infection de cellules épithéliales en présence et en absence de nos composés. La même étude sera réalisée dans le cadre de cultures de biofilms de P. aeruginosa.

Résultats obtenus : 
Nous avons montré que les vecteurs catécholés liés au linézolide (un antibiotique actif sur les bactéries Gram positive et non sur P. aeruginosa), développés par notre équipe, étaient transportés à travers la membrane externe de P. aeruginosa par la protéine PfeA et pouvait atteindre sans difficulté le périplasme. Les études structurales réalisées sur le transporteur PfeA permettent de mieux comprendre comment ce transporteur interagit avec les conjugués ce qui est essentiel pour le design de nouveaux conjugués couplé à différentes familles d’antibiotiques. Nous avons également montré que cette voie d’import de composés catécholés impliquait une estérase périplasmique PfeE qui pourrait être utilisée dans cette stratégie de cheval de Troie pour dégrader les vecteurs et libérer l’antibiotique. Ceci va impliquer pour les chimistes de synthétiser une nouvelle génération de vecteurs capables de libérer la drogue via une interaction avec PfeE dans le périplasme bactérien.