De nouveaux composés découverts dans une éponge marine peuvent tuer des bactéries résistantes aux médicaments

Un groupe de recherche dirigé par des scientifiques de l'Université de São Paulo (USP) à São Carlos, au Brésil, a identifié un certain nombre de composés bioactifs dans une éponge marine recueillie sur Fernando de Noronha, un archipel situé à environ 400 km au large des côtes de la région Nord-Est du Brésil. Certaines de ces substances se sont révélées capables de tuer des bactéries résistantes aux antibiotiques actuellement disponibles, ouvrant ainsi la voie au développement de nouveaux médicaments.

L'étude a été soutenue par la FAPESP et fait l'objet d'un article publié dans le Journal of Natural Products.

"Cette éponge marine avait été étudiée auparavant par des groupes hors du Brésil, principalement dans les années 1990. Nous avons utilisé des techniques de nouvelle génération pour analyser les substances issues de son métabolisme secondaire, rechercher de nouvelles molécules et tester son activité biologique. Nous avons pu décrire un certain nombre de nouveaux composés. Le principal potentiel détecté était contre les bactéries résistantes aux médicaments", a déclaré Vítor Freire, qui a mené l'étude dans le cadre de sa recherche doctorale à l'Institut de chimie de São Carlos (IQSC-USP).

L'Organisation mondiale de la santé (OMS) considère la résistance aux antibiotiques comme un problème majeur de santé publique à l'échelle mondiale. Selon un rapport commandé par le gouvernement britannique et publié en 2016, les décès dus à des infections par des bactéries résistantes aux médicaments devraient atteindre 10 millions par an en 2050. D'où l'importance de découvrir de nouveaux antibiotiques efficaces.

L'éponge marine analysée dans l'étude est Agelas dispar, une espèce originaire des Caraïbes et d'une partie de la côte brésilienne. Les éponges marines comptent parmi les organismes les plus anciens de la Terre et passent leur vie ancrées aux récifs ou aux fonds marins. Au cours de millions d'années d'évolution, elles ont développé un métabolisme complexe, produisant des substances nécessaires à la compétition avec d'autres invertébrés et pour éviter les infections par des bactéries pathogènes.

Les substances ayant le plus grand potentiel thérapeutique identifiées dans l'étude étaient trois types différents d'ageliférine, du nom du genre d'éponge marine Agelas.

"Un autre facteur important est la capacité des éponges à stocker des micro-organismes symbiotes, qui les aident également à se défendre. Lorsque nous analysons les composés trouvés dans les éponges, nous ne savons pas toujours ce qui a été produit par elles et ce qui provient des symbiotes", a déclaré Roberto Berlinck, professeur à l'IQSC-USP et chercheur principal de l'étude.

Tumeurs et bactéries

Treize composés ont été testés sur une lignée cellulaire de cancer de l'ovaire appelée OVCAR3, mais ils ne se sont pas révélés biologiquement actifs. D'autres groupes de recherche qui ont testé des agéliférines sur des cellules de cancer du poumon, du côlon et du sein n'ont pas observé d'action antitumorale, et l'une d'entre elles n'a eu aucun effet sur les cellules de lymphome. En revanche, trois agéliférines ont éliminé des bactéries résistantes aux médicaments, à savoir Escherichia coli et Enterococcus faecalis, qui sont extrêmement courantes et que l'on trouve dans divers environnements ainsi que dans le corps humain, et Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii et Pseudomonas aeruginosa, qui figurent sur la liste de l'OMS des cibles prioritaires pour les nouveaux antibiotiques et qui sont parmi les bactéries responsables de la plupart des infections nosocomiales.

Les chercheurs voulaient savoir si l'utilisation de ces agéliférines pouvait entraîner la destruction des globules rouges (hémolyse) dans les intestins, un effet secondaire potentiellement mortel souvent observé chez les patients sous chimiothérapie qui ont besoin d'antibiotiques. Dans les cellules murines, les composés n'ont pas causé ce type de dommages, ce qui laisse entrevoir un potentiel de développement de médicaments prometteur.

La prochaine étape consiste à analyser d'autres éponges marines en utilisant la même méthodologie. "Il est extrêmement important de découvrir comment ces substances sont produites, car elles sont distribuées par plusieurs classes d'éponges et pourraient aider à traiter des maladies à l'avenir", a déclaré M. Freire, actuellement chercheur postdoctoral à l'Institut national du cancer aux États-Unis.