Substance naturelle (produite surtout par les champignons inférieurs et par
certaines bactéries) ou synthétique qui détruit les bactéries (bactéricide) ou
s'oppose à leur multiplication (bactériostatique).
Substance chimique développée par l'organisme afin d'en détruire une autre.
Ce phénomène est traditionnellement appelé antibiose, par opposition à la
symbiose. Plus spécifiquement, un antibiotique est un type d'agent
chimiothérapeutique qui a un effet toxique sur certains types de micro-
organismes producteurs de maladies sans présenter de danger pour la personne.
Certains de ces agents chimiothérapeutiques sont produits par le corps,
d'autres sont fabriqués en laboratoire : par exemple, la quinine est fabriquée
pour protéger de la malaria. On sait aussi fabriquer des antibiotiques
synthétiques comme la pénicilline.
Les antibiotiques sont des molécules qui peuvent se fixer sur les protéines
des membranes bactériennes, ce qui les empêche de se diviser, ou encore les
pénétrer pour désactiver, à l'intérieur de bactérie, différentes protéines de
contrôle ou de réparation de son matériel génétique, ce qui provoque sa mort.
Fleming découvre "par accident" la pénicilline en 1928 et montre son effet
destructeur sur certaines bactéries à l'origine de maladies comme la méningite
ou les blennorragies. Mais ces expériences sont menées en éprouvette et non sur
des humains ou des animaux. La pénicilline est utilisée pour la première fois
sur l'homme en 1940 par les chercheurs britanniques Howard Florey et Ernst
Chain. Le premier antibiotique à être utilisé pour soigner une maladie est la
gramicycline, extraite de certaines bactéries du sol par le bactériologiste
américain René Dubos en 1939. Cette substance se révèle trop toxique pour un
usage général mais est employée pour le traitement externe de certaines
infections. D'autres antibiotiques extraits du sol se sont montrés plus
efficaces, dont un, la streptomycine, découverte en 1944 et pouvant soigner
plusieurs maladies dont la tuberculose, pour laquelle la pénicilline n'a aucun
effet.
Depuis, des centaines d'antibiotiques différents sont fabriqués à partir de
micro-organismes ou par synthèse. Il en existe plusieurs groupes ; certains
ont un spectre bactérien particulier. Il est possible, avec une dizaine
d'antibiotiques seulement, de traiter la plupart des infections bactériennes.
L'activité d'un antibiotique est évaluée grâce à deux paramètres : la CMI
(Concentration Minimale Inhibitrice de l'activité bactérienne) et le FIC
(Fractional Inhibatory Concentration) qui est le rapport de la concentration
sérique de l'antibiotique à la CMI vis-à-vis de la bactérie.
Les antibiotiques bactériostatiques sont les tétracyclines, les phénicolés, les
macrolides, les sulfamides.
Les antibiotiques bactéricides sont les bêtalactamines, les aminosides, les
quinolones, la vancomycine, la téicoplanine.
Il existe plusieurs systèmes de classification des antibiotiques. Le plus
courant prend en compte leur mode d'action sur les agents infectieux : certains
antibiotiques attaquent la paroi ou la membrane cellulaire, alors que d'autres
inhibent la synthèse des acides nucléiques et des protéines. Un autre système
consiste à classer les antibiotiques en fonction des souches bactériennes
qu'ils détruisent (staphylocoques, streptocoques, etc.). On peut aussi les
classer en fonction de leur structure chimique. Les différentes familles sont
alors les pénicillines, les céphalosporines, les aminosides, les tétracyclines,
les macrolides et les sulfamides.
Près de la moitié de nos antibiotiques ciblent les ARN ribosomiques bactériens,
soit en bloquant la traduction, soit en faisant faire des erreurs au ribosome.
Les aminoglycosides, Tétracyclines et Phénicols ciblent ainsi l'ARNr 16S en
provoquant tellement d'erreurs que l'accumulation de protéines anormales finit
par être fatale à la bactérie.
Les Macrolides, Kétolides et oxazolidinones ciblent ainsi l'ARNr 23S en
perturbant la synthèse de la liaison peptidique, ce qui bloque la production de
protéines et empêche donc la bactérie de se reproduire.
Cependant, de nouvelles souches bactériennes sont apparues, résistant aux
antibiotiques normaux ; par exemple, la bactérie responsable de la
blennorragie, qui résiste aux hautes doses de pénicilline, peut transférer sa
résistance à d'autres bactéries par l'échange de structures génétiques nommées
plasmides. Certaines bactéries ont réussi à résister à plus de deux
antibiotiques grâce à ce mécanisme. De nouveaux antibiotiques qui résolvent ce
problème, comme les quinolones, sont à l'étude. Les céphalosporines, par
exemple, tuent les mêmes organismes que la pénicilline, mais s'attaquent
également aux bactéries devenues résistantes à l'action de la pénicilline. Les
nouvelles bactéries apparaissent souvent dans les hôpitaux, où les
antibiotiques sont le plus souvent employés pour combattre les infections, en
particulier avant des interventions chirurgicales.
Les résistances bactériennes aux antibiotiques passent nécessairement par
l'acquisition d'un gène de résistance, qui permet à la bactérie de détruire
l'antibiotique via la synthèse d'une enzyme ou de l'empêcher de se fixer sur sa
membrane, sa cible, ou encore de l'éliminer de son milieu avant qu'il n'agisse,
grâce à la synthèse d'une protéine-pompe.
Ces résistances aux antibiotiques peuvent s'acquérir selon 4 modes :
- Par mutation spontanée : certaines bactéries vont acquérir spontanément une
résistance à un antibiotique grâce à la mutation du gène de la protéine de
membrane sur laquelle cet antibiotique se fixe habituellement.
- Par conjugaison : les bactéries présentant déjà une résistance sont capables
de transférer à d'autres bactéries (y compris de souche voire d'espèce
différente) le gène de résistance grâce à un plasmide conjugatif, sorte de
véhicule permettant de propager les gènes d'une bactérie à l'autre.
- Par transduction : les virus qui attaquent les bactéries, ou bactériophages,
peuvent aussi être d'excellents transporteurs de gène de résistance entre
bactéries.
- Par transformation et transposition : dans ce cas des fragments d'ADN
porteurs du gène de résistance passent directement d'une bactérie à l'autre.
L'utilisation des antibiotiques repose sur les critères suivants :
- le spectre d'action, c'est-à-dire la liste des bactéries sur lesquelles un
antibiotique donné est actif, les antibiotiques n'étant pas efficaces contre
les virus ;
- les organes et tissus dans lesquels la diffusion est facile ; un
antibiotique qui passe rapidement du sang vers les méninges peut être
utilisé en cas de méningite ;
- l'existence d'une allergie du malade à une famille d'antibiotiques et le
risque de toxicité sur le rein, le système nerveux, le sang, le foetus ;
- la facilité d'utilisation ; certains antibiotiques sont réservés à
l'hôpital, d'autres sont d'un maniement plus aisé (pénicillines,
céphalosporines, macrolides, tétracyclines).
Face à l'augmentation constante de la résistance bactérienne, la création de
molécules variantes d'antibiotiques existants n'est plus suffisante.
La stratégie classique, qui consiste à rechercher dans la nature des substances
sécrétées par certaines espèces vivantes (champignons, plantes, insectes...)
pour lutter contre les bactéries, a été largement délaissée par les industriels
qui ont longtemps vécu sur leur acquis en se contentant de créer des variantes
des molécules existantes. Il faut environ 10 ans pour passer de la découverte
d'une substance antibiotique à la mise sur le marché d'un médicament homologué.
Deux nouvelles voies sont étudiées : la première consiste à identifier, grâce à
la génomique fonctionnelle, de nouvelles cibles à l'intérieur des bactéries de
manière à concevoir, par les techniques de design moléculaire, les futurs
principes actifs qui frapperont précisément ces cibles. Cette voie implique un
décryptage partiel ou total du génome des bactéries visées.
Une autre stratégie antibactérienne prometteuse est la recherche vaccinale et,
plus généralement, la recherche de tout ce qui stimule le système immunitaire.
Un vaccin dirigé contre le staphylocoque doré, le StaphVAX, a ainsi récemment
été mis au point par la firme Nabi (2003).
Une dernière stratégie consiste à sélectionner des virus bactériophages, ou
phages, spécifiquement dirigés contre une bactérie. Etudiée depuis 1934 en
URSS, cette voie avait été abondonnée par les USA en 1940 avec l'arrivée des
antibiotiques : elle est aujourd'hui relancée. Ainsi, les phages qui
s'attaquent au bacille du charbon possèdent une enzyme, la PlyG ou Phage Lysine
Gamma, qui détruit des millions de bacilles en quelques secondes. Il est aussi
possible d'associer cette enzyme à un agent germinateur, la L-alanine, qui
trompe les bactéries en leur donnant l'ordre de germiner et de se débarrasser
pour cela de leur coque protectrice, qui est leur principale défense.
Les méthodes high-tech telles que criblage haute performance ou chimie
combinatoire n'ont pas produit les résultats escomptés, causant au passage la
faillite de beaucoup de compagnies de biotechnologies : seules 3 classes
d'antibiotiques ont été mises à jour en 40 ans !!! (daptomycine, linézolide et
platensimycine).
Le dernier en date, la platensimycine, est issu d'une bonne vieille méthode
empirique : le passage en revue de 250 000 extraits naturels de terres venus du
monde entier.
Qui plus est, des molécules écartées par le passé pourraient se révéler plus
efficaces qur prévu : les tests in vitro ne semblent en effet pas si pertinents
qu'on le pensait, la fosfomycine étant par exemple réputée n'avoir aucun effet
sur la listeria, alors que des tests in vivo viennent de démontrer l'inverse
[06/2006] !
Entre 1983 et 1987, 16 nouveaux antibiotiques ont été mis sur le marché, contre
2 seulement entre 2008 et 2012 [05/2013] !
La société américaine des maladies infectieuses montrait qu'en 2004, aucun des
principaux laboratoires pharmaceutiques n'avaient de nouvelles classes
d'antibiotiques en phase de développement ! En 2010, seuls 5 laboratoires ont
encore des programmes de recherche dans ce domaine : GSK, Novartis, Merck,
Pfizer et AstraZeneca.
Les laboratoires se sont en effet tournés vers les médicaments qui traitent,
sans les guérir, les pathologies chroniques liées au vieillissement, marché
nettement plus rentable...
4 nouveaux antibiotiques seulement sont ainsi apparu sur le marché entre 2005
et 2010, dont un seul efficace contre les BMR Gram négatif : la tigécyline.
4 molécules antibiotiques sont en tests cliniques pour les Gram - dans le
monde, dont 2 avec une nouvelle cible mais aucun par un nouveau mécanisme
[12/2010].
Une étude anglaise montre que les enfants ayant consommé des antibiotiques au
cours des 5 premiers mois de leur vie ont 22 % de chances supplémentaires
d'être en surpoids à l'âge de 3 ans, voire d'être obèses.
Les antibiotiques pris à cette période tueraient des bactéries intestinales
chargées d'une meilleure assimilation de la nourriture (on ne dénote plus cet
effet pour les antibiotiques pris après le cinquième mois).
Les antibiotiques sont largement utilisés dans les élevages pour augmenter le
poids final des animaux [08/2012].
Une étude française vient de montrer que même de faibles concentrations
d'antibiotiques (en l'occurence des aminoglycosides) entraînent l'apparition de
résistances chez des bactéries pathogènes telles Klebsiella pneumoniae ou
Vibrio cholerae, qui déclenchent leur "système SOS" même au centième de la dose
létale. L'antibiotique engendre en effet un stress oxydatif chez ces bactéries,
et c'est précisément ce stress qui active le système SOS.
Chez la bactérie Escherichia coli, la protéine RpoS inhibe le stress oxydatif
engendré par l'antibiotique et le système SOS n'est donc pas activé [04/2013].
Une étude britannique montre que la prise d'antibiotiques pendant la grossesse
ou au cours des premières années de la vie augmentent de 40 % le risque de voir
se développer un eczéma atopique chez l'enfant [06/2013].
Un nouvel antibiotique vient d'être découvert dans un échantillon de terre
prélevé en Italie : baptisé pseudouridimycine (PUM), il neutralise la polymérase,
une enzyme essentielle au métabolisme des organismes, et neutralise de ce fait
un large éventail de bactéries, dont des streptocoques et staphylocoques
multi-résistants.
Son mécanisme d'action est différent de celui de la rifampicine (qui agit aussi
sur la polymérase) et serait 10 fois moins susceptible de générer une résistance
que les autres antibiotiques.
Les essais cliniques pourraient débuter dans 3 ans avant une mise sur le marché
d'ici 10 ans [06/2017].
La consommation mondiale d'antibiotiques a augmenté de 65 % en 15 ans [05/2018].
Une nouvelle classe d'antibiotiques vient (enfin !) d'être isolée chez des
bactéries présentes dans le sol. Les "malacidines" sont capables de désintégrer
les parois des bactéries gram positif, dont le SARM, le staphylocoque doré
résistant à la méticilline.
Cette découverte résulte d'une analyse métagénomique de bactéries du sol, un
seul gramme pouvant contenir de 1000 à 100 000 espèces différentes [09/2018].
Notre génome contient la "recette" d'au moins 2603 antibiotiques que l'organisme
humain est donc capable de synthétiser naturellement [02/2023] !
Des chercheurs de l'Université d'Uppsala (Suède) ont découvert une nouvelle
classe d'antibiotiques ciblant la protéine LpxH, utilisée pour synthétiser le
lipopolysaccharide constituant la protection la plus externe des bactéries à
Gram négatif - lesquelles présentent le plus de résistance aux antibiotiques
existants [04/2024].
Les macrolones sont une nouvelle classe d'antibiotiques mise au point à
l'Université de l'Illinois (Chicago, USA) en combinant les macrolides et les
fluoroquinolones. Elles agissent ainsi en se liant aux ribosomes et en inhibant
les enzymes de gyrase de l'ADN, ce qui diminue drastiquement le risque de voir
des résistances émerger via des mutations aléatoires [09/2024].
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