Résistance de Streptococcus pneumoniae à la pénicilline : deux nouveaux gènes essentiels identifiés

Deux gènes impliqués dans la synthèse des peptides de la paroi bactérienne de Streptococcus pneumoniae jouent un rôle déterminant dans la résistance de la bactérie à la pénicilline. En effet, l'inactivation de ces gènes dans une souche de Streptococcus pneumoniae résistante à cet antibiotique restaure la sensibilité à la pénicilline. Cette découverte permet de mieux cerner les processus biologiques à l'origine de la résistance à la pénicilline de Streptococcus pneumoniae.

Ces recherches ont été menées par S. Filipe (Instituto de Tecnologia Quimica e Biologica, Lisbonne) et A. Tomasz (Rockfeller University). Leurs travaux viennent d'être publiées sur le site du journal Proceedings of the National Academy of Sciences.

Depuis la fin des années 60, les souches de Streptococcus pneumoniae résistantes à la pénicilline se sont largement répandues et constituent aujourd'hui un problème essentiel en matière de santé publique.

Chez Streptococcus pneumoniae, il a été montré que le mécanisme de résistance à la pénicilline implique des mutations des cibles protéiques de l'antibiotique : les Protéines de Liaison aux Pénicillines (PLP). Ces enzymes assurent des liaisons entre les chaînes peptidiques de la paroi bactérienne et participent à son remodelage.

La paroi des souches résistantes présente un nombre élevé des chaînes peptidiques ramifiées alors que les souches sensibles possèdent essentiellement des chaînes peptidiques linéaires.

Les chercheurs ont identifiés chez Streptococcus pneumoniae un opéron composé de deux gènes : murM et murN. Ces gènes semblent impliqués dans la formation des chaînes peptidiques ramifiées de la paroi.

La séquence de ces 2 gènes a été comparée chez deux souches de Streptococcus pneumoniae. Une souche était sensible à la pénicilline (R36A) et l'autre résistante (Pen6).

Les auteurs ont montré que les 2 souches étudiées portent des allèles du gène murM différents. En effet, l'allèle de la souche résistante pen6 ne présentait que 86,5 % d'identité avec l'allèle de la souche sensible R36A.

L'inactivation de l'opéron chez les deux souches a conduit à une absence de synthèse de chaîne peptidique ramifiée. De plus, cette inactivation a conduit chez la souche Pen6 à une très nette augmentation de la sensibilité à la pénicilline (CMI = 0.032 µg/ml au lieu de 8 µg/ml) sans avoir d'effet sur le temps de génération ou sur la morphologie bactérienne. Des résultats similaires ont été retrouvés lorsque l'inactivation a porté sur d'autres souches de Streptococcus pneumoniae résistantes.

L'activité biologique des produits des gènes murN et murM reste à déterminer. Toutefois, ces gènes sont les premiers déterminants majeurs autres que les PLP impliqués dans les processus de résistance de Streptococcus pneumoniae aux bêta-lactamines. Ils constituent à ce titre des cibles thérapeutiques potentielles.

Source : Proceedings of the National Academy of Sciences, Early Edition