Nouvel espoir dans le traitement du choléra
Des composés naturels montrent du potentiel pour bloquer la toxine du choléra.
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Table des matières
Le choléra, c'est une maladie grave causée par une bactérie appelée Vibrio cholerae. Cette maladie entraîne souvent une diarrhée sévère, ce qui peut faire perdre beaucoup de liquides au corps rapidement. La diarrhée associée au choléra est connue pour son apparence aqueuse, souvent comparée à de l'eau de riz. Chaque année, environ 2,9 millions de personnes contractent le choléra dans une soixantaine de pays où la maladie est courante, et malheureusement, cela entraîne des dizaines de milliers de décès.
Le choléra a une longue histoire, avec sept pandémies enregistrées depuis 1817. La pandémie actuelle a commencé au début des années 1960 et est principalement causée par un type spécifique de Vibrio cholerae connu sous le nom de El Tor. Ce type est plus efficace pour se propager et survivre dans différents environnements que les souches antérieures de la bactérie. Certains scientifiques pensent que le succès de la souche El Tor peut être lié à sa capacité à croître et à survivre dans les sources d'eau.
Traitement du choléra
La première ligne de défense contre le choléra, c'est un liquide spécial appelé Solution de réhydratation orale (SRO) qui aide à remplacer les liquides perdus dans le corps. Bien que la SRO aide beaucoup de gens, elle ne guérit pas complètement la maladie ni n'élimine les bactéries nocives du corps. Donc, des antibiotiques sont aussi utilisés pour réduire le temps de maladie et diminuer le nombre de bactéries, ce qui aide à stopper la propagation de la maladie. Les antibiotiques couramment utilisés incluent la tétracycline, l'azithromycine, et d'autres.
Malheureusement, l'utilisation massive d'antibiotiques au fil des ans a conduit de nombreuses bactéries à devenir résistantes à ces médicaments, rendant le traitement plus difficile. Une autre méthode que les chercheurs étudient, c'est d'utiliser des bactériophages, des virus qui infectent les bactéries, pour combattre le choléra. Cependant, les bactéries peuvent aussi développer une résistance à ceux-ci.
Comment fonctionne la toxine du choléra
Les dégâts causés par le choléra sont principalement dus à quelque chose qu'on appelle la Toxine cholérique. Cette toxine se fixe à une partie spécifique des cellules du corps dans les intestins. Quand elle se lie à ces cellules, elle provoque une libération massive de liquides, entraînant la diarrhée. L'attachement de la toxine cholérique aux cellules est essentiel pour les effets nocifs de la bactérie.
Pour contrer cela, les chercheurs ont commencé à chercher des substances naturelles, appelées Phytochemicals, qui peuvent empêcher la toxine cholérique de se fixer aux cellules. Cela pourrait aider à prévenir la maladie sans les effets secondaires qui accompagnent parfois les médicaments synthétiques.
Recherche sur les phytochemicals
Dans une étude récente, des chercheurs ont examiné plus de 50 phytochemicals différents pour voir lesquels pouvaient potentiellement bloquer la toxine cholérique. Ils ont trouvé que certaines de ces substances naturelles semblaient avoir un bon potentiel en tant qu'options de traitement. Ils se sont concentrés sur trois types spécifiques du gène ctxB, qui font partie de la toxine cholérique.
L'étude a utilisé des simulations informatiques pour prédire à quel point ces phytochemicals se lieraient bien aux protéines de la toxine cholérique. Ils ont trouvé dix composés qui montraient des promesses en fonction de leur capacité à se lier efficacement aux protéines impliquées dans le choléra.
Phytochemicals sélectionnés
Parmi les phytochemicals prometteurs identifiés, les trois meilleurs candidats qui pourraient aider à inhiber les actions de la toxine cholérique sont le limonène, l'émodine et la déhydropipernonaline. Chacune de ces substances a montré des effets positifs dans diverses études.
Limonène : Ce composé se trouve dans les agrumes et a beaucoup de bienfaits pour la santé. Les recherches indiquent qu'il pourrait aider à protéger le foie et a des propriétés anti-inflammatoires et anti-cancéreuses.
Émodine : On la trouve couramment dans certaines plantes utilisées en médecine traditionnelle, l'émodine a plusieurs bienfaits signalés, y compris son action en tant qu'agent anti-inflammatoire et antibactérien.
Déhydropipernonaline : Ce composé pourrait aider à combattre le choléra mais a aussi été associé à des effets nocifs sur le foie, donc prudence est de mise.
C'est intéressant de noter que ces phytochemicals partagent certains sites de liaison communs avec le récepteur GM1, ce qui les rend potentiellement efficaces pour bloquer la toxine cholérique de se fixer aux cellules dans l'intestin.
Tests de stabilité des composés
Pour mieux comprendre comment ces composés interagissent avec la toxine cholérique, les chercheurs ont effectué des tests supplémentaires pour évaluer leur stabilité dans le temps. Les résultats ont montré que la plupart des complexes formés par les phytochemicals avec la toxine cholérique restaient stables tout au long des tests, indiquant que ces phytochemicals pourraient être efficaces pour empêcher la toxine cholérique de causer des dommages.
Bien qu'il y ait eu quelques fluctuations dans la liaison pour certains composés, la stabilité globale a suggéré que le limonène et l'émodine, en particulier, pourraient être de bons candidats pour des tests supplémentaires.
Conclusion
Le défi du choléra soulève un besoin crucial de nouvelles options de traitement, surtout face au problème croissant de la résistance aux antibiotiques. L'étude de composés naturels comme le limonène, l'émodine et la déhydropipernonaline offre un espoir pour développer des thérapies alternatives. Ces composés pourraient agir en empêchant la toxine cholérique de se fixer aux cellules, réduisant ainsi la gravité de la maladie.
Bien que des résultats prometteurs aient été observés à travers des simulations informatiques et des analyses initiales, des tests supplémentaires en laboratoire et des études sur le terrain sont essentielles pour confirmer leur efficacité et leur sécurité chez les humains. La recherche continue de traitements efficaces est vitale dans la lutte contre le choléra et d'autres maladies infectieuses similaires.
Titre: Detection of Potential Phytochemicals against ctxAB Toxin to Combat Cholera
Résumé: Vibrio cholerae is a gram-negative curved rod-shaped bacterium responsible for cholera, an intestinal infection characterized by severe acute watery diarrhea that can be fatal if untreated. The major virulence factor for Vibrio cholerae is cholera toxin (ctx), a potent toxin which has two subunits, A and B (ctxAB), that are crucial for the progression of the deadly disease. The B subunit is a pentavalent protein that binds to the intestinal mucosa to allow internalization of the A subunit to initiate rice-watery diarrhea. This study explored potential phytochemicals to inhibit the B subunit from binding to the host mucosa by examining their interaction with ctxB. Proteins encoded by the three genotypes of the ctxB gene (ctxB1, ctxB3, and ctxB7) present in the El Tor biotype strains of V. cholerae O1 responsible for the currently ongoing seventh cholera pandemic were targeted. Analysis of 52 phytochemicals obtained from PubChem identified a group of phytochemicals based on their binding affinity scores with the proteins of ctxB genotypes. Assessment of drug-likeliness and toxicity risk highlighted two phytochemicals, Limonin and Emodin, as the best potential candidates for inhibiting the mode of action of cholera toxin. Molecular dynamic (MD) simulation-based MM-PBSA analysis suggested these compounds stably interact with the receptors. Molecular docking and molecular dynamic simulations revealed that these phytochemicals might have potential to inhibit the cholera toxin function and reduce the severity of cholera. Author SummaryCholera toxin (ctx) subunits A and B (ctxAB) play a significant role in the disease, with the B subunit facilitating the binding of the toxin to the intestinal cells, and the A subunit entering the cells, resulting in the cellular changes that lead to watery diarrhea. To inhibit the B subunit of cholera toxin from binding host mucosa, we explored candidate phytochemicals instead of synthetic molecules as drug agents by examining their binding behavior with ctxB using a molecular docking approach. The molecular docking, molecular dynamic simulations, and toxicity analyses identified two phytochemical compounds that have the potential to inhibit the mechanism of cholera toxin.
Auteurs: MD MAMUN MONIR, Y. Akter, K. Rahman, M. S. Reza, A. Al-Mamun, M. Alam, M. N. H. Mollah
Dernière mise à jour: 2024-07-29 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.29.605560
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.29.605560.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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