La résistance des micro-organismes aux antibiotiques en particulier est un problème majeur en médecine quotidienne. Cela a vu le nombre de microbes résistants augmenter de façon exponentielle. En conséquence, des infections qui semblaient déjà avoir été éradiquées à l’aide de médicaments modernes représentent à nouveau une menace potentiellement mortelle pour l’homme. La situation est encore compliquée par le fait qu’apparaissent de plus en plus de germes résistants non pas à un mais à plusieurs antibiotiques ou autres médicaments.
Des recherches sont en cours sur les mécanismes utilisés par les microbes pour se défendre contre les substances qui leur sont toxiques. Une méthode consiste à transporter activement les substances toxiques hors de la cellule avant qu’elles ne puissent causer des dommages. Les microbes utilisent à cette fin des protéines de transport membranaire spéciales. Notamment chez les microbes eucaryotes tels que les champignons qui possèdent un noyau cellulaire — contrairement aux bactéries qui n’en ont pas — ces protéines membranaires font partie de la famille des transporteurs ABC (« ATP-binding cassette »). Ils exportent les substances toxiques en divisant le transporteur d’énergie cellulaire ATP.
Dans une publication actuelle en Communication Nature, une équipe de recherche germano-britannique dirigée par le professeur Dr. Lutz Schmitt de l’Institut de biochimie de l’HHU a présenté la structure tridimensionnelle du transporteur ABC de levure Pdr5 dans plusieurs états fonctionnels. Ils ont déterminé ces structures par cryo-microscopie électronique à particule unique, qui permet d’examiner notamment des molécules biologiques sous leur forme naturelle à de très hautes résolutions en les congelant flash à basse température.
Non seulement l’équipe de recherche a montré que Pdr5 est une protéine de transport centrale dans la création de la résistance conférée par la protéine membranaire, elle a également utilisé des structures résolues pour localiser le site de liaison au médicament et définir le cycle de transport.
Depuis plus de 30 ans, Pdr5 constitue le modèle des protéines PDR chez les champignons pathogènes tels que Candida albicans, responsable de la candidose. Les nouvelles découvertes aident à expliquer ce qui, au niveau moléculaire, permet à une seule protéine membranaire d’empêcher des molécules structurellement diverses d’entrer dans la cellule ou de les transporter efficacement hors de la cellule. Les résultats peuvent désormais servir de base à la conception de nouveaux médicaments de manière ciblée pour contrer la résistance.
Depuis près de 20 ans, le groupe de travail du professeur Schmitt mène des recherches pour expliquer le fonctionnement de la protéine de transport. Les chercheurs ont réussi à comprendre la structure en travaillant avec le groupe du professeur Dr. Ben Luisi du département de biochimie de l’université de Cambridge. Au HHU, la recherche a également impliqué le groupe de travail du professeur Holger Gohlke de l’Institut de chimie pharmaceutique et médicinale et du Centre d’études structurelles (dirigé par le Dr Sander Smits).
Source de l’histoire :
Matériaux fourni par Université Heinrich-Heine Düsseldorf. Original écrit par Arne Claussen. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
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