Publié le 24 septembre 2025. De nouvelles images révolutionnaires révèlent le mécanisme d’action des antibiotiques polymyxines, démontrant comment ils pénètrent les membranes protectrices des bactéries Gram négatives pour les éliminer.
- Les polymyxines perturbent la structure de la membrane externe des bactéries, créant des points faibles pour leur invasion.
- Ces antibiotiques ciblent spécifiquement les bactéries en phase de croissance active, laissant les cellules dormantes moins vulnérables.
- La recherche ouvre la voie à des stratégies pour améliorer l’efficacité des polymyxines contre les infections résistantes.
Des images d’une précision remarquable offrent un aperçu sans précédent de la lutte entre les antibiotiques et les bactéries. Des scientifiques de l’University College de Londres (UCL) ont utilisé la microscopie à force atomique pour observer en temps réel l’action des polymyxines, une classe d’antibiotiques vitale pour contrer les infections causées par des bactéries à Gram négatif résistantes.
Ces micro-organismes, dont Escherichia coli (E. coli), Salmonella et Shigella, sont caractérisés par une double membrane entourant leur paroi cellulaire, agissant comme une armure protectrice redoutable. Les polymyxines, bien que connues pour leur efficacité contre ces pathogènes multirésistants, étaient jusqu’à présent mal comprises quant à leur mode de franchissement de cette barrière externe.
« Il était incroyable de pouvoir observer l’effet de l’antibiotique sur la surface bactérienne en temps réel », a déclaré Carolina Borrelli, doctorante en biophysique et microbiologie à l’UCL et co-auteure de l’étude, dans un communiqué.
Carolina Borrelli, étudiante doctorante, UCL
L’étude, publiée le 24 septembre 2025 dans la revue Nature Microbiology, révèle que les polymyxines provoquent l’apparition de petites protubérances sur la membrane externe des bactéries à Gram négatif. Ce processus, likened par les chercheurs à une production effrénée de « briques » pour la paroi cellulaire, finit par déstabiliser la structure, créant des brèches par lesquelles l’antibiotique peut s’infiltrer et détruire la cellule.
« Nos images montrent directement à quel point les polymyxines peuvent compromettre l’armure bactérienne », a ajouté Borrelli. « C’est comme si la cellule était forcée de produire des « briques » pour sa paroi extérieure à un tel rythme que ce mur est perturbé, permettant à l’antibiotique de s’infiltrer. »
Carolina Borrelli, étudiante doctorante, UCL
Un aspect crucial mis en lumière par cette recherche est la spécificité d’action des polymyxines. Ils ne peuvent cibler efficacement que les bactéries en phase de croissance active. Les bactéries capables d’entrer dans un état dormant pour survivre à des conditions défavorables, sans croissance ni reproduction, échappent à cette attaque. Durant leur dormance, leur membrane externe ne subit pas la même perturbation structurelle.
« Les polymyxines représentent une ligne de défense importante contre les bactéries à Gram négatif, qui sont responsables de nombreuses infections mortelles résistantes aux médicaments », a souligné Bart Hoogenboom, biophysicien à l’UCL et co-auteur de l’étude. « Il est essentiel que nous comprenions leur mode d’action. »
Bart Hoogenboom, biophysicien, UCL
Forts de ces découvertes, les chercheurs envisagent déjà les prochaines étapes pour rendre ces antibiotiques encore plus performants. L’une des pistes explorées consiste à associer le traitement par polymyxines à des thérapies visant à stimuler la production d’armures bactériennes ou à réveiller les bactéries dormantes. L’objectif est ainsi de rendre ces dernières également vulnérables à l’action des antibiotiques.