Une nouvelle classe d'antibiotiques inhibiteurs de la trans-traduction bactérienne – antibio

- Synthèse d’analogues de KKL-35 – programme de chimie médicinale
- Synthèse et caractérisation de l’activité des peptides antimicrobiens
- Mise au point d’un système de détection haut débit des effecteurs de trans-traduction, par rapporteurs fluorescents rouge et vert in vivo
- Essais de toxicité des composés sur cellules eucaryotes
- Caractérisation de l'activité et des mécanismes d'action des nouvelles molécules anti-bactériennes sur des souches provenant de collections (souches de référence) et d’un panel de souches hospitalières (incluant des souches pathogènes entérohémoragiques et des souches résistantes aux antibiotiques).

35 molécules originales ont été synthétisées et purifiées à ce jour. L’activité biologique de chaque molécule a été évaluée in vitro et in vivo. Un nouveau système de mesure fluorimétrique Rouge/Vert de la trans-traduction et de l’activité protéasique in vivo a été mis au point.

Les premières données obtenues montrent de toute évidence que :
- la série des molécules dérivées du KKL-35 possède une forte activité sur les protéases cellulaires et moindre sur la trans-traduction.
- leur toxicité est faible voire même absente aux concentrations testées pour la molécule CT1-83
- Quatre nouvelles molécules CT1-83 ; CT1-115 ; CT1-69 et CT1-109 présentent un potentiel antibactérien très fort et supérieur à la molécule de référence KKL-35 sur de nombreuses souches Gram + et Gram –

Notre étude va désormais se focaliser sur ces quatre molécules afin d’améliorer leur activité et de potentialiser leur effet synergique antiprotéase/anti-trans-traduction. Nous allons également poursuivre les études mécanistiques afin d’identifier précisément leurs cibles moléculaires.

Brevet en cours : système de détection rouge/vert
Publications citant cette ANR:
Quality control in protein synthesis.
Gillet R.
Biochimie. 2015 Jul;114:1

[Protein synthesis by the ribosome: a pathway full of pitfalls].
Macé K, Giudice E, Gillet R.
Med Sci (Paris). 2015 Mar;31(3):282-90

En cours de rédaction :
1) A new performing reporter system to detect trans-translation in vivo
2) New derivatives of KKL35 with broad-spectrum antibiotic activity.
3) Structure of an elongation factor G-ribosome complex captured in the absence of any inhibitor

Les antibiotiques sont des molécules permettant d’attaquer spécifiquement les bactéries, en bloquant leur croissance (antibiotiques bactériostatiques) ou en les détruisant (antibiotiques bactéricides. Leur apparition dans l’arsenal thérapeutique civil et militaire a débuté durant la première guerre mondiale, avec la découverte et la fabrication de la pénicilline, qui permit de sauver des milliers de soldats blessés au combat. Des méthodes industrielles de production de la pénicilline puis d’autres antibiotiques permirent dès lors de traiter de nombreuses maladies bactériennes mortelles comme la tuberculose, la pneumonie, la syphilis ou le tétanos, faisant progresser l’espérance de vie de plus de dix ans. Pourtant, l’usage intensif des antibiotiques a rapidement introduit une pression de sélection aboutissant aujourd’hui au développement inquiétant de populations de micro-organismes antibiorésistants et à une baisse générale de l'efficacité thérapeutique.L’apparition de souches résistantes est notamment caractérisée par un gradient nord-sud, ainsi que par un gradient pays industriels/pays en voie de développement importants. Ce problème frappe donc les militaires en opération, susceptibles de rentrer en contact avec ces germes dans les pays en voie de développement et les pays de l’hémisphère sud. D’autre part, les hôpitaux d’instruction des armées français n’échappent pas à la recrudescence de nombreuses autres infections nosocomiales, se rapprochant de celles relevées en hospitalisation publique de court séjour. Les quatre bactéries les plus fréquemment isolées dans les HIA sont Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli et Enterococcus. Enfin, l’élaboration d’une nouvelle classe d’antibiotiques à large spectre doit être considérée comme une piste thérapeutique de première importance contre des germes pathogènes utilisables en tant qu’armes biologiques, aujourd’hui classées « armes de destruction massive »
Notre projet de recherche porte sur le développement de nouveaux antibiotiques à large spectre ciblant le principal mécanisme de contrôle-qualité de la synthèse protéique bactérienne : la trans-traduction. En effet, la traduction du code génétique en protéines via le ribosome est le fondement de la vie pour toutes cellules. Sur la quantité de données biologiques à traiter, il arrive régulièrement que le ribosome se grippe et mette ainsi en péril la survie de la cellule. Chez les bactéries, le principal mécanisme de sauvetage des ribosomes grippés est la trans-traduction, portée par un acide ribonucléique (ARN) hybride : l’ARN transfert-messager (ARNtm). Etonnamment, ce système est essentiel à la survie de nombreuses bactéries pathogènes (Staphylococcus aureus, Mycobaterium tuberculosis, Neisseria gonorrhoeae, Helicobacter pylori, ou Shigella flexneri) et elle est requise pour la virulence d’autres espèces (Salmonella, Yersinia, Francisella). Aujourd'hui, les connaissances structurales et biologiques du système nous permettent d’aborder la trans-traduction comme une cible antibiotique particulièrement attrayante puisqu’elle est absente chez les cellules eucaryotes. Durant ce projet translationnel, nous synthétiserons de nouvelles molécules anti trans-traduction à partir d’un squelette de base actif ; validerons l’efficacité moléculaire et cellulaire des molécules phares in vitro et in vivo et enfin validerons leur emploi sur des souches hospitalières multirésistantes, problème majeur de santé publique, civile et militaire.