Potentiel thérapeutique de l’acide isoallolithocholique dans les infections péritonéales à Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline

Contexte

Le Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM) est l’une des bactéries résistantes aux antibiotiques les plus courantes depuis sa découverte en 1961. Les infections à SARM peuvent entraîner une septicémie mortelle, une pneumonie et un taux élevé d’infections cutanées et des tissus mous. En raison de sa propagation rapide et de sa résistance généralisée, de nombreux antibiotiques sont inefficaces contre les infections à SARM. L’Organisation mondiale de la santé (OMS) a classé le SARM comme un agent pathogène prioritaire multirésistant. Par conséquent, l’exploration de nouveaux agents antimicrobiens ou de stratégies alternatives pour lutter contre les infections à SARM est devenue une priorité.

Les acides biliaires (BAs) sont des produits naturels dérivés des stéroïdes qui jouent un rôle essentiel dans la digestion, l’immunité et le métabolisme des lipides. Des études récentes ont suggéré que le métabolite des acides biliaires, l’acide isoallolithocholique (isoallo-LCA), pourrait réduire le risque d’infection chez les centenaires, mais son mécanisme d’action précis reste flou. Cette étude vise à explorer le rôle de l’isoallo-LCA dans les infections péritonéales associées au SARM et son potentiel thérapeutique.

Source de l’article

Cet article a été rédigé par Ying Lu, Jun Du, Shicheng Peng, Ying Wang et Yongtao Xiao, issus de la Division de gastroentérologie et de nutrition pédiatriques de l’Hôpital Xinhua, affilié à l’École de médecine de l’Université Jiao Tong de Shanghai, du Laboratoire clé de gastroentérologie et de nutrition pédiatriques de Shanghai et de l’Institut de recherche pédiatrique de Shanghai. L’article a été publié le 4 décembre 2024 dans la revue The Journal of Antibiotics.

Méthodologie et résultats

1. Évaluation de l’activité antibactérienne des acides biliaires contre le SARM

L’étude a d’abord évalué l’activité antibactérienne de plusieurs acides biliaires (y compris l’isoallo-LCA) contre le SARM et d’autres agents pathogènes (tels que Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Salmonella typhimurium et Candida albicans). Les expériences ont été réalisées à l’aide de tests d’inhibition de la croissance bactérienne et de détermination de la concentration minimale inhibitrice (CMI).

• Méthode expérimentale : Des concentrations variables d’acides biliaires (0-25 μM) ont été mélangées à des suspensions bactériennes, et la croissance bactérienne a été évaluée en mesurant la densité optique (OD600) et les unités formant des colonies (UFC).
• Résultats : L’isoallo-LCA a significativement inhibé la croissance du SARM et de Staphylococcus aureus, avec une CMI90 de 3,0 μM. En revanche, l’isoallo-LCA n’a montré aucune activité antibactérienne notable contre d’autres agents pathogènes (tels que Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Salmonella typhimurium et Candida albicans).

2. Effet de l’isoallo-LCA sur les biofilms de SARM

Le SARM forme souvent des biofilms pour renforcer sa résistance aux antibiotiques. L’étude a évalué l’effet de l’isoallo-LCA sur la formation et l’élimination des biofilms de SARM.

• Méthode expérimentale : La méthode de coloration au violet cristal (crystal violet staining) a été utilisée pour évaluer l’inhibition et l’élimination des biofilms de SARM par l’isoallo-LCA.
• Résultats : L’isoallo-LCA (10 μM) a significativement réduit la formation de biofilms de SARM et a éliminé environ 50 % des biofilms matures.

3. Expérience de perméabilité membranaire induite par l’isoallo-LCA

Pour explorer le mécanisme antibactérien de l’isoallo-LCA, l’étude a évalué son effet sur la perméabilité membranaire des cellules de SARM à l’aide du colorant Sytox Green.

• Méthode expérimentale : Les cellules de SARM ont été incubées avec le colorant Sytox Green et différentes concentrations d’isoallo-LCA (2-10 μM), et les changements de perméabilité membranaire ont été observés par microscopie à fluorescence et spectrophotométrie.
• Résultats : L’isoallo-LCA a rapidement augmenté la perméabilité membranaire des cellules de SARM, entraînant une altération de l’intégrité membranaire.

4. Observation par microscopie électronique

La microscopie électronique à balayage (MEB) et la microscopie électronique à transmission (MET) ont été utilisées pour observer les effets de l’isoallo-LCA sur la structure cellulaire du SARM.

• Résultats : La MEB n’a montré aucun dommage apparent à la surface des cellules de SARM après traitement par l’isoallo-LCA, mais la MET a révélé des déformations et des détachements significatifs de la membrane cellulaire, ainsi que des zones claires dans le cytoplasme.

5. Évaluation de l’activité hémolytique et de la cytotoxicité de l’isoallo-LCA

L’étude a également évalué la toxicité de l’isoallo-LCA sur les cellules mammifères.

• Méthode expérimentale : Des tests d’hémolyse et de cytotoxicité par la lactate déshydrogénase (LDH) ont été utilisés pour évaluer la toxicité de l’isoallo-LCA sur les globules rouges humains et les cellules mammifères (RAW264.7 et HEK293T).
• Résultats : L’isoallo-LCA a montré une faible toxicité ( %) sur les globules rouges et les cellules mammifères, même à des concentrations allant jusqu’à 100 μM.

6. Efficacité de l’isoallo-LCA dans un modèle murin d’infection péritonéale à SARM

Enfin, l’étude a évalué l’efficacité thérapeutique de l’isoallo-LCA dans un modèle murin d’infection péritonéale à SARM.

• Méthode expérimentale : Les souris ont été divisées en quatre groupes (groupe témoin DMSO, groupe isoallo-LCA, groupe infecté par le SARM et groupe infecté par le SARM + isoallo-LCA). Un modèle d’infection a été établi par injection intrapéritonéale de SARM (1,5 × 10^7 UFC), et l’isoallo-LCA (2 mg/kg) a été injecté 2 heures après l’infection.
• Résultats : L’isoallo-LCA a significativement réduit la charge bactérienne dans le liquide de lavage péritonéal, le foie et la rate, et a atténué l’inflammation péritonéale et les lésions organiques induites par l’infection à SARM. De plus, l’isoallo-LCA a réduit les niveaux de cytokines pro-inflammatoires (telles que l’IL-6 et l’IL-1β) dans le liquide de lavage péritonéal tout en augmentant l’expression de la cytokine anti-inflammatoire IL-10.

Conclusion et signification de l’étude

Cette étude révèle pour la première fois le potentiel thérapeutique du métabolite des acides biliaires, l’isoallo-LCA, dans le traitement des infections à SARM. L’isoallo-LCA inhibe significativement la croissance et la formation de biofilms du SARM en perturbant l’intégrité de la membrane cellulaire. Dans le modèle murin, l’isoallo-LCA a efficacement atténué l’inflammation péritonéale et les lésions organiques causées par l’infection à SARM. Ces résultats suggèrent que l’isoallo-LCA pourrait devenir un nouveau médicament pour le traitement des infections à SARM.

Points forts de l’étude

1. Nouveau mécanisme antibactérien : L’isoallo-LCA agit en perturbant l’intégrité de la membrane cellulaire du SARM, offrant une nouvelle approche pour le développement d’agents antimicrobiens.
2. Efficacité in vivo significative : Dans le modèle murin, l’isoallo-LCA a réduit la charge bactérienne et atténué la réponse inflammatoire, démontrant son potentiel thérapeutique.
3. Faible toxicité : L’isoallo-LCA présente une faible toxicité pour les cellules mammifères, indiquant un bon profil de sécurité.

Valeur de l’étude

Cette étude fournit non seulement un nouveau candidat pour le traitement des infections à SARM, mais ouvre également de nouvelles perspectives pour l’application des métabolites des acides biliaires dans le domaine antibactérien. À l’avenir, l’isoallo-LCA pourrait devenir un médicament important pour le traitement des infections bactériennes multirésistantes.