Polymères synthétiques contre les infections fongiques
Un doctorant en chimie échoue à Leibniz-HKI et en profite pour faire de la recherche sur Candida albicans
Combinés à des médicaments antifongiques, les polymères synthétiques sont particulièrement efficaces contre le Candida albicans. C'est ce qu'a découvert une équipe de recherche germano-australienne, qui a également élucidé le mécanisme d'action sous-jacent. La collaboration internationale est née par hasard d'un séjour de recherche imprévu qui a initié l'étude à Leibniz-HKI à Iéna.
L'hyphe de Candida albicans (colorée en bleu) pénètre dans les cellules humaines.
Ricardo Almeida/Leibniz-HKI
Chaque année, plus de deux millions de personnes sont touchées par des infections fongiques invasives, souvent causées par des espèces de Candida et associées à des taux de mortalité élevés. Le développement de nouveaux traitements est très lent. En revanche, les besoins augmentent, d'autant plus que les résistances aux médicaments sont de plus en plus fréquentes. Une équipe de recherche interdisciplinaire dirigée par le Dr Sascha Brunke du Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie - Hans-Knöll-Institut (Leibniz-HKI) a maintenant étudié le mode d'action et le potentiel thérapeutique des polymères synthétiques. Ces composés chimiques à longue chaîne imitent les peptides présents dans la nature et inhibent la croissance des micro-organismes. Le mécanisme d'action exact n'était pas encore clair jusqu'à présent. L'énigme a toutefois été résolue, grâce à la pandémie Corona.
De l'Australie à Iéna
Le doctorant Sebastian Schäfer, qui travaillait sur le développement de polymères antifongiques à l'Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW) en génie chimique, se trouvait justement en Allemagne lorsque l'Australie a fermé ses frontières en raison de la pandémie, empêchant le retour de Schäfer à l'UNSW. Mais le biotechnologue a fait de la nécessité une vertu et a transféré temporairement ses recherches au Leibniz-HKI à Iéna, où il a enrichi le département des mécanismes de pathogénicité microbienne d'une facette chimique et s'est tourné vers les champignons pathogènes. Cela a non seulement conduit à de nouvelles approches de recherche, mais aussi à une collaboration très fructueuse entre les chercheurs en substances naturelles* et les biologistes infectieux d'Allemagne et d'Australie.
De nouveaux polymères synthétiques très efficaces
L'équipe réunie de manière si inattendue a développé plusieurs polymères synthétiques de la famille des polyacrylamides qui ont montré une forte efficacité contre Candida albicans , même contre des souches résistantes. Le polymère appelé LH en particulier, associé au médicament caspofungine, s'est révélé extrêmement efficace contre le champignon et a nettement amélioré le taux de survie des larves de mites infectées lors d'essais en laboratoire.
Coup de balai contre les cellules fongiques
Dans cette étude, l'équipe a également révélé pour la première fois le principe d'action exact des composés. "Les polymères synthétiques attaquent les cellules fongiques de différentes manières en même temps. Ce faisant, ils utilisent également de nouvelles structures cibles, et sont donc très efficaces. C'est la différence avec les antifongiques courants qui n'agissent que d'un seul côté", rapporte Raghav Vij, qui est l'un des auteurs* de l'étude avec Sebastian Schäfer. Ainsi, les composés provoquent un stress dans la cellule fongique et l'affaiblissent en empêchant la glycosylation à la surface de la cellule. Ce processus chimique consiste à lier des chaînes de sucre aux protéines, ce qui est important pour la stabilité et le fonctionnement des cellules. Les polymères ont également endommagé les parois et les membranes des cellules fongiques, ce qui a entraîné leur mort. En outre, les polymères aident également les cellules immunitaires à détruire les cellules fongiques, comme on l'a constaté lors de tests d'interaction.
Un espoir pour les champignons résistants
"Il est également remarquable que la LH associée à des agents antifongiques n'ait pas entraîné le développement de résistances chez C. albicans en laboratoire. Cela suggère que de telles thérapies combinées sont non seulement plus efficaces, mais aussi plus durables que les thérapies actuelles et peuvent donc conduire à un meilleur succès thérapeutique", explique Vij. Autre point positif : "La production de polymères synthétiques est relativement peu coûteuse. De plus, ils sont stables et peuvent être stockés par rapport aux substances actives traditionnelles. Ils pourraient donc apporter une contribution importante à la santé publique, en particulier dans les pays à faibles revenus", résume Sascha Brunke.
Mais des recherches supplémentaires sont encore nécessaires avant d'en arriver là. "Jusqu'à présent, les polymères n'ont été testés que sur des modèles d'insectes. Il faut d'abord étudier en détail si les humains supportent bien la nouvelle thérapie", fait remarquer Sascha Brunke. De plus, il est encore nécessaire d'optimiser la structure des polymères développés. "Nous ne savons pas encore exactement quels composants moléculaires des polymères influencent quelles parties du champignon. Il nous manque pour ainsi dire encore la molécule cible", explique Vij. Il faut également vérifier si les polymères ont des effets nocifs sur l'homme ou l'environnement. Malgré tout, les résultats de la recherche vont déjà dans une direction positive et donnent l'espoir de nouvelles options thérapeutiques efficaces.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
Publication originale
Sebastian Schaefer, Raghav Vij, Jakob L. Sprague, Sophie Austermeier, Hue Dinh, Peter R. Judzewitsch, Sven Müller-Loennies, Taynara Lopes Silva, Eric Seemann, Britta Qualmann, Christian Hertweck, Kirstin Scherlach, Thomas Gutsmann, Amy K. Cain, Nathaniel Corrigan, Mark S. Gresnigt, Cyrille Boyer, Megan D. Lenardon, Sascha Brunke; "A synthetic peptide mimic kills Candida albicans and synergistically prevents infection"; Nature Communications, Volume 15, 2024-8-9
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