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Activité in vitro et in vivo de la murépavadine et de divers Peptides AntiMicrobiens (PAMs) actifs sur Pseudomonas aeruginosa dans le contexte de la mucoviscidose

Dernière mise à jour 30.09.2021 à 11h35

Axe de recherche : Infection Délégation territoriale : Bourgogne Domaine de recherche : Recherche fondamentale

Porteur du projet : Katy Jeannot

Centre Hospitalier universitaire de Besançon, Hôpital Jean Minjoz - Laboratoire de Bactériologie

Contexte : 
Pseudomonas aeruginosa est un pathogène bien connu dans la mucoviscidose (CF). En effet, son implantation dans l’arbre trachéo-bronchique des patients s’accompagne d’une dégradation progressive de la fonction respiratoire. Malgré le déploiement de solutions pharmacologiques visant à corriger les dysfonctionnements du canal CFTR, l’éradication de la bactérie reste un objectif thérapeutique majeur pour préserver l’intégrité pulmonaire. Les traitements antipyocyaniques reposent actuellement sur l’administration répétée d’aérosols de tobramycine, d’aztréonam et de colistine. Divers peptides antimicrobiens (PAMs) dont la murépavadine apparaissent aujourd’hui comme des substituts potentiels à ces antibiotiques. Composée de 14 acides aminés, la murépavadine est le premier représentant d’une nouvelle classe d’antimicrobiens. Toutefois, l’adaptation de P. aeruginosa à ces PAMs est méconnue. Dans ce projet, nous nous proposons d’étudier comment P. aeruginosa peut résister à la murépavadine, au 6K-F17 et à d’autres PAMs antipyocyaniques, par des approches in vitro et dans un modèle murin CFTR-/-d’infection pulmonaire.

Objectifs :
Déterminer les mécanismes de résistance acquis et induits chez P. aeruginosa en réponse à la murépavadine ainsi qu’à d’autres peptides antimicrobiens (PAMs) possédant une activité antipyocyanique, par comparaison avec la colistine. Comprendre les effets induits par ces nouvelles molécules chez P. aeruginosa afin d’optimiser leur utilisation thérapeutique et éventuellement de potentialiser leurs effets en les associant à d'autres anti-infectieux. Compte tenu de l’intérêt grandissant de la communauté médicale pour les PAMs, il convient aussi d’évaluer si P. aeruginosa est capable de développer ou non des mécanismes de résistance communs à l’ensemble de ces molécules (résistance croisée).

Perspectives :
Pour les mois à venir, nous allons poursuivre l’analyse des couples de souches sensibles et résistantes à la murépavadine isolées chez un même patient afin de mieux comprendre la dynamique d’acquisition des mécanismes de résistance à la murépavadine. Les gènes identifiés feront l’objet d’une étude moléculaire afin de mesurer leur impact sur la sensibilité des souches à la colistine ainsi qu’à la murépavadine. L’étude du rôle du système d’efflux actif MexXY/OprM chez les souches cliniques CF exposées à la murépavadine ou à la colistine sera débutée in vitro dans un milieu synthétique CF et également directement dans les expectorations des patients CF. Parallèlement, une approche de la nature des molécules naturellement exportées par ce système permettant de protéger P. aeruginosa de l’action des PAMs sera débutée.

Résultats obtenus :
Au cours de ces 9 premiers mois d’étude, nous avons déterminé l’activité de la murépavadine sur une collection de 236 souches de P. aeruginosa isolées chez 105 patients atteints de mucoviscidose provenant de 12 CRCM français. Plus de 90% des souches avaient une croissance inhibée en présence de 4 mg/L de murépavadine. Toutefois, certaines souches étaient capables de croître en présence de fortes concentrations de murépavadine. Grace à une étude comparative des génomes des souches dites sensibles et résistantes isolées chez les mêmes patients, nous avons identifiés plusieurs gènes pouvant être responsables de la résistance à la murépavadine. Parmi eux figure le gène lpxL1 impliqué dans la synthèse du lipopolysaccharide et le gène pmrB bien connu pour son rôle dans la résistance à la colistine. Ainsi, nous avons observé une résistance croisée à la colistine et à la murépavadine chez certaines souches.  Par ailleurs, nous avons montré que le système d’efflux actif MexXY/OprM contribue également à la résistance à la murépavadine.