Un financement de 1,9 M$ du NIH pour percer les secrets des effets du cuivre sur les bactéries !

Un chercheur de la Faculté de Médecine de l’Université de l’Arizona – Tucson a reçu une subvention de 1,9 million de dollars des Instituts Nationaux de la Santé pour poursuivre ses recherches sur les mystères du cuivre, en particulier sur son potentiel à éradiquer les bactéries nuisibles et d’autres micro-organismes.

“Nous avons commencé à utiliser le cuivre il y a des milliers d’années pour réduire les infections bactériennes,” a déclaré Michael D.L. Johnson, PhD, professeur associé d’immunobiologie. “Les gens stockaient leurs aliments dans des pots en cuivre, ce qui aidait à réduire leur détérioration. Les poignées de porte en cuivre ont démontré leur efficacité à diminuer les infections contractées à l’hôpital. Nous découvrons encore de nouvelles applications pour ce métal.”

Johnson espère qu’une de ces nouvelles applications pourrait devenir la pierre angulaire d’un antibiotique de nouvelle génération ; néanmoins, pour établir une base solide pour la recherche pharmaceutique, son laboratoire vise à approfondir ses connaissances sur ce qui rend le cuivre toxique pour les bactéries. Ce travail est rendu possible grâce à une subvention R35, réservée aux scientifiques ayant des antécédents de recherche exceptionnels et un potentiel de contributions majeures dans leur domaine.

En utilisant Streptococcus pneumoniae comme organisme modèle, Johnson et son équipe s’efforceront de découvrir ce qui rend les cellules bactériennes vulnérables au cuivre.

“C’est un pathogène assez répandu. Plus d’un million de personnes meurent chaque année à cause de ces bactéries,” a-t-il déclaré, en référence aux germes pouvant causer des infections dans les poumons, le cerveau, le nez et le sang. “Notre laboratoire s’intéresse à comprendre comment il fonctionne. Notre méthode consiste à analyser comment il obtient sa nutrition.”

Le corps humain utilise des minéraux tels que le fer et le calcium, que nous obtenons par notre alimentation, pour maintenir ses processus biologiques. Les bactéries ne font pas exception, car elles ont également besoin de minéraux pour fonctionner, mais le cuivre, bien qu’essentiel dans le régime alimentaire humain, peut être toxique pour elles.

“Il existe certains minéraux que les bactéries ne désirent pas en excès, et c’est là qu’intervient le cuivre,” a précisé Johnson, membre de l’Institut BIO5. “Il y a de nombreuses façons de tirer parti du cuivre. Nous cherchons à étudier comment notre organisme utilise le cuivre pour éliminer les agents pathogènes.”

Johnson est convaincu qu’en inondant l’environnement des bactéries avec un excès de cuivre, les chercheurs pourraient les induire à synthétiser des protéines essentielles avec des matériaux inappropriés.

“Le cuivre peut remplacer le fer, le manganèse ou d’autres métaux et inactiver la protéine,” a-t-il expliqué. “Ce serait comme si j’essayais de faire démarrer la voiture de ma femme avec ma clé. Ça ne fonctionne pas.”

Johnson s’appuiera sur ses études précédentes sur la réaction de S. pneumoniae face au cuivre et complétera des recherches parallèles menées dans son laboratoire pour en apprendre davantage sur le cuivre en tant qu’agent antimicrobien. Il a déclaré que son objectif est de démêler exactement ce qui rend le cuivre toxique pour S. pneumoniae et d’utiliser ces informations pour tirer des conclusions concernant des bactéries similaires.

“Toutes les bactéries sont différentes, mais il existe des systèmes essentiels presque identiques d’une bactérie à l’autre. Leur manière de traiter certains de ces métaux est presque identique,” a-t-il ajouté. “Ce que j’étudie peut s’appliquer à d’autres bactéries, mais d’abord, nous devons comprendre le mécanisme de base de leur fonctionnement.”

Johnson a également signalé que bien que le développement et l’approbation de nouveaux antibiotiques prennent du temps, la résistance aux antibiotiques augmente parmi les agents pathogènes, ce qui signifie que des infections autrefois facilement guérissables pourraient redevenir mortelles. Les Centers for Disease Control and Prevention classent la résistance aux antibiotiques comme un danger pour la santé publique, avec S. pneumoniae résistant aux médicaments considéré comme une “menace sérieuse.”

“Les bactéries sont assez astucieuses. Elles mutent pour surmonter les antibiotiques,” a affirmé Johnson.

“Nos corps ont évolué pour utiliser le cuivre afin d’éliminer les bactéries, et jusqu’à aujourd’hui, le cuivre reste toxique. Nous souhaitons tirer parti de cela pour aider les personnes souffrant d’infections potentiellement mortelles.”

Cette recherche bénéficie du soutien de l’Institut National des Sciences Médicales Générales, une division des Instituts Nationaux de la Santé, sous l’attribution n° R35GM128653.