Activité bactéricide de la tomatidine et de la combinaison tomatidine-aminoside sur les formes virulentes et persistantes de Staphylococcus aureus

Abstract

Dans un contexte mondial de résistance aux antibiotiques, il est urgent de poursuivre la recherche et le développement de nouvelles classes d’antibiotiques. La tomatidine (TO), un alcaloïde stéroïdien issu de la tomate, est une molécule qui possède une activité antibiotique contre le phénotype small-colony variant (SCV) des Bacillales. Ces variants sont principalement caractérisés par la formation de colonies de petite taille, de leur croissance lente, de leur production de biofilm accrue et par une réduction de la production d’exoenzymes et de toxines. Toutefois, elle n’a pas d’activité contre les souches protoypes. Il a été montré précédemment que la TO cible la sous-unité c de l’ATP synthétase et inhibe la production d’ATP. Une synergie entre TO et la gentamicine (GEN), un aminoside, a également été démontrée. Il demeure toutefois à déterminer par quel mécanisme TO est en mesure de tuer les bactéries et la raison derrière la synergie observée. Mon projet de maîtrise vise la compréhension des mécanismes d’action de ces antibiotiques afin de permettre la suite des études précliniques. Dans un premier temps, l’hydrophobicité de surface a révélé que les souches SCV résistantes à la TO sont moins hydrophobes. La TO étant une molécule hydrophobe avec son corps stéroïdien, il est probable qu’une surface moins hydrophobe limite les interactions et procure un certain niveau de résistance. Inversement, il a été observé qu’une augmentation de l’hydrophobicité de la surface accompagne une légère augmentation de la résistance à la combinaison TO-GEN chez les souches prototypes. Dans ce dernier cas, comme il s’agit de souches prototypiques, elles sont naturellement résistantes à la TO et posséder une haute hydrophobicité limiterait les interactions avec GEN qui est hydrophile. Puisque TO cible l’ATP synthétase, et donc la chaîne de transfert des électrons (CTE), elle a un impact sur le potentiel membranaire des souches cibles (SCV ou prototype), peu importe leur niveau de résistance. Toutefois, on observe une inhibition de la croissance lorsque le potentiel membranaire chute sous la barre des 2% du potentiel membranaire de la souche prototypique. La combinaison TO-GEN n’affecte pas plus le potentiel membranaire, lorsque comparé à GEN seulement. Par ailleurs, l’import d’aminoside est augmenté en présence de TO ce qui explique la synergie entre TO et GEN. Finalement, TO et la combinaison TO-GEN induisent la production d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) à 4X la CMI pour les souches sensibles seulement. Fait intéressant, GEN seule engendre une production significative de plus de ROS qu’à partir de 8X la CMI. Ces observations ont permis de déterminer que TO agit sur les SCV en inhibant le potentiel membranaire et en induisant la production de ROS. De plus, il a aussi été possible d’établir la synergie observée entre TO et GEN est attribuable à une augmentation de l’import des aminosides et une production importante de ROS.