Produits naturels dans la lutte contre la résistance aux antimicrobiens
La recherche examine des extraits de plantes pour lutter contre la résistance antimicrobienne en réduisant le transfert de plasmides.
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Table des matières
La résistance antimicrobienne (RAM) est un gros souci qui touche la santé dans le monde entier. Ça arrive quand les bactéries deviennent résistantes aux médicaments qui marchaient avant. Résultat : des infections difficiles à traiter, et ça peut mener à plus de gens malades ou même à des décès. Deux types de bactéries résistantes qui inquiètent vraiment, ce sont les entérobactéries productrices de bêta-lactamase à spectre étendu (BLSE) et celles produisant des carbapénémases.
Une grande raison de la propagation de ces bactéries résistantes, c’est la présence d’éléments génétiques mobiles, c'est-à-dire des morceaux d’ADN qui peuvent se déplacer entre les bactéries. Un de ces éléments s'appelle les Plasmides. Les plasmides peuvent se reproduire tout seuls et véhiculer des gènes qui donnent aux bactéries des super pouvoirs, y compris la résistance aux médicaments. Certains plasmides peuvent même aider les bactéries à échanger ces traits résistants les uns avec les autres grâce à un truc qu’on appelle la conjugaison. Quand un plasmide résistant passe à une nouvelle bactérie, il peut transformer une souche plus faible en une souche forte, multirésistante. Du coup, étudier ces plasmides est super important dans la lutte contre la RAM.
Approches pour lutter contre la résistance
Les chercheurs cherchent des moyens différents de contrer les problèmes causés par les plasmides. Certaines initiatives se concentrent sur le fait de retirer les plasmides des bactéries, en utilisant des agents qu'on appelle agents de guérison. D'autres stratégies visent à empêcher le transfert de plasmides entre les bactéries. Il y a un intérêt grandissant pour trouver des composés qui peuvent soit éliminer, soit prévenir le transfert des plasmides.
Les produits naturels, comme certaines plantes, ont été une source clé de nouveaux médicaments grâce à leurs compositions chimiques diverses. Par exemple, des plantes comme le gingembre, le poivre noir et le curcuma contiennent différents composés qui peuvent avoir des effets bénéfiques sur la santé. Le gingembre est connu pour ses effets protecteurs sur différents systèmes du corps et a aussi des propriétés antimicrobiennes. De même, le poivre noir et le curcuma ont montré divers effets qui pourraient aider à traiter différentes maux. L’arbre kamala et ses fruits ont des usages historiques dans le traitement des infections et sont loués pour leurs effets antimicrobiens, antioxydants et anti-inflammatoires. Donc, les composés naturels de ces plantes pourraient détenir la clé pour combattre les problèmes liés aux plasmides.
Recherche de produits naturels
Pour trouver des produits naturels efficaces, les chercheurs ont exploré des extraits de plantes comme le poivre noir, le gingembre, le curcuma et l’arbre kamala. Ils cherchaient spécifiquement des extraits qui pouvaient réduire le transfert de plasmides dans deux types de bactéries : Escherichia Coli (E. coli) et Klebsiella Pneumoniae (K. pneumoniae). Les chercheurs ont utilisé une méthode qui leur permet de tester rapidement de nombreux échantillons pour voir si ces extraits avaient un impact sur le transfert des plasmides.
Les résultats étaient prometteurs. Pour E. coli, tous les extraits de plantes testés ont montré qu'ils réduisaient considérablement le transfert d’un plasmide spécifique par rapport à un échantillon témoin. Le poivre noir a réduit le transfert à 14 % du niveau témoin, tandis que le gingembre et le curcuma ont aussi montré des réductions impressionnantes. Cependant, l’effet sur K. pneumoniae n’était pas aussi fort. Bien que le poivre noir et le curcuma aient réduit le transfert de plasmide, le gingembre ne montrait pas d’effet significatif.
En comparant l’efficacité des différents extraits, on a noté que tandis que le curcuma et le kamala avaient des impacts similaires sur E. coli et K. pneumoniae, le gingembre et le poivre noir étaient moins efficaces avec K. pneumoniae.
Effets des composés purs
Les chercheurs ont ensuite examiné des composés spécifiques trouvés dans ces extraits de plantes, testant leur efficacité à réduire le transfert de plasmides. Par exemple, ils ont testé des composés comme le 6-gingérol du gingembre et la capsaïcine des piments.
Pour E. coli, le 6-gingérol et la capsaïcine ont réussi à réduire le transfert de plasmides. En revanche, dans K. pneumoniae, seul le rottlerin a montré une réduction significative du transfert de plasmide. Fait intéressant, la capsaïcine et un autre composé, l’acide anacardique, ont étonnamment augmenté le transfert de plasmides dans K. pneumoniae.
D'autres tests avec différentes concentrations de ces composés ont révélé que le 6-gingérol était efficace à de faibles doses, tandis que la capsaïcine nécessitait des doses plus élevées pour un effet significatif. Dans certains cas, de fortes concentrations de capsaïcine ont interféré avec les méthodes utilisées pour mesurer le transfert de plasmides.
Tests sur des isolats cliniques
L'étude a aussi examiné comment ces composés affectaient un isolat clinique de K. pneumoniae qui avait un plasmide associé à la résistance aux antibiotiques. Les chercheurs ont constaté que tandis que certains composés n'avaient pas d'impact sur le nombre de bactéries résistantes ou le taux de transfert de plasmides, un composé, le rottlerin, a réduit de manière significative le nombre total de bactéries résistantes.
Globalement, les composés eux-mêmes n'inhibaient pas la croissance des souches bactériennes testées, ce qui veut dire que les effets observés sur le transfert de plasmide n'étaient pas dus à une réduction du nombre de bactéries.
L'importance des résultats
L'augmentation de la RAM rend essentiel de chercher des moyens alternatifs pour prévenir la propagation des bactéries résistantes. Les composés anti-plasmides qui peuvent interférer avec le transfert des plasmides deviennent un domaine d'étude important. Les produits naturels, grâce à leurs activités diverses, semblent être une source prometteuse de tels composés.
Cette étude a montré que des extraits de certaines plantes étaient efficaces pour réduire le transfert des plasmides. Le 6-gingérol et la capsaïcine étaient particulièrement notables pour leur capacité à affecter le transfert de plasmides dans E. coli. Des recherches précédentes soutiennent l’idée que ces composés ont une activité plus large contre le transfert de plasmides.
Le rottlerin a montré des effets variés selon les souches bactériennes et mérite d'être étudié davantage pour comprendre comment il agit contre le transfert de plasmides. Les chercheurs ont utilisé des marqueurs fluorescents pour suivre les événements de transfert de plasmides, ce qui accélère leurs tests. Cependant, ils ont dû considérer comment les composés affectaient les marqueurs eux-mêmes, car cela pourrait influencer leurs résultats.
Les interactions entre les plasmides et les bactéries qui les portent peuvent être complexes. Certaines souches bactériennes peuvent porter certains plasmides sans inconvénient, contribuant à la propagation de la résistance aux antibiotiques. Comprendre comment ces plasmides interagissent avec leurs hôtes bactériens est crucial pour développer des stratégies efficaces pour combattre la résistance.
Conclusion
Les résultats de cette étude mettent en lumière le potentiel des produits naturels dans la lutte contre la résistance antimicrobienne. Ces produits offrent non seulement des composés efficaces mais peuvent aussi donner des pistes sur de nouvelles façons de s'attaquer à la menace grandissante des bactéries résistantes. Les recherches futures pourraient plonger plus profondément dans les différents composés présents dans ces extraits pour identifier ceux ayant une activité anti-plasmide, car la complexité de ces extraits pourrait mener à des solutions encore plus efficaces pour lutter contre la RAM.
Identifier des composés qui ciblent des associations spécifiques plasmide-hôte pourrait offrir un avantage stratégique pour prévenir la propagation des gènes de résistance aux antibiotiques. Même si le chemin à suivre pourrait être compliqué à cause de la nature diverse des plasmides et de leurs interactions avec divers hôtes bactériens, les résultats prometteurs des produits naturels donnent de l'espoir pour trouver des moyens efficaces de réduire la charge de la résistance antimicrobienne à l'échelle mondiale.
Titre: Natural products from food sources can alter the spread of AMR plasmids in Enterobacterales
Résumé: Antimicrobial resistance (AMR) poses a significant threat to global public health. Notably, resistance to carbapenem and extended-spectrum {beta}-lactam antibiotics in Gram-negative bacteria is a major impediment for the treatment of infections. Genes responsible for resistance to these antibiotics are frequently carried on plasmids, which can transfer between bacteria. Therefore, exploring strategies to prevent this transfer and/or the prevalence of AMR plasmids is timely and pertinent. Here, we show that certain natural product extracts and associated pure compounds can reduce the transmission of AMR plasmids into new bacterial hosts. Using our established high-throughput fluorescence-based screen we found that the natural products were more active in reducing transmission of the IncK plasmid pCT in Escherichia coli ST131, compared to Klebsiella pneumoniae Ecl8 carrying the IncFII plasmid pKpQIL. Furthermore, we found that the natural product rottlerin was more active in K. pneumoniae than in E. coli. Importantly, rottlerin was also associated with a reduced number of transconjugant bacteria in a clinical K. pneumoniae isolate harbouring a blaNDM-1 plasmid. Together, these results demonstrate the potential of natural products as promising anti-plasmid agents.
Auteurs: Michelle M. C. Buckner, I. Alav, P. Pordelkhaki, J. Rodriguez Navarro, O. Neo, C. Kessler, R. J. Awodipe, P. Cliffe, H. Marton, S. Gibbons
Dernière mise à jour: 2024-02-26 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.26.582065
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.26.582065.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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