Les antibiotiques
Les antibiotiques antibactériens (Activité antibactérienne en milieu organique) sont des molécules qui inhibent sélectivement certaines voies métaboliques des bactéries, sans exercer habituellement d’effets toxiques pour l’homme et qui ont activité antibactérienne en milieu organique, une bonne absorption et bonne diffusion dans l’organisme. Les antibiotiques ont la propriété d’exercer une activité spécifique sur une étape fondamentale du métabolisme des microorganismes (spécificité). Cette propriété les distingue des antiseptiques. Les antibiotiques, au sens strict, sont des produits élaborés par des micro-organismes, mais on inclut généralement parmi eux les dérivés semisynthétiques et les produits entièrement synthétiques.
Histoire de début des antibiotiques :
L’histoire des antibiotiques a été écrite par un grand nombre de chercheurs. Peu de découverte en médecine ont eu autant de retentissement que celle de la pénicilline. Pour la première fois la médecine disposait d’une substance dont la tolérance se conjuguait à une puissante activité. La pénicilline est une des plus belles acquisitions de la thérapeutique anti-infectieuse.
En 1928, on demanda à « Fleming » (médecin anglais, 1881-1955) de rédiger un chapitre consacré aux Staphylocoques. Il décida de répéter et de valider toutes les expériences décrites dans la littérature. La conjonction des vacances de Fleming et la présence du laboratoire de mycologie du « Dr La Touche » voisin de celui de Fleming va permettre la plus grande découverte du XXème siècle, la pénicilline. Fleming, partant en vacance, laisse entassées les boites de Pétri contenant les cultures de Staphylococcus aureus, lesquelles vont être contaminées par des spores de Pénicillum notatum. C’est en 1940 que « Florey et Chain » de l’université d’Oxford purifièrent la pénicilline et l’ont fait produire à l’échelle industrielle. Ainsi commença l’ère de l’antibiothérapie moderne.
Classification des antibiotiques :
Les agents antibactériens sont le plus souvent classés selon leurs cibles bactériennes (mode d’action). Il s’agit de cinq mécanismes :
· L’inhibition de la synthèse de la paroi bactérienne ;
· L’inhibition de la synthèse des protéines ;
· L’inhibition de la synthèse des acides nucléiques ;
· L’altération de la membre cytoplasmique ;
· L’activité anti-métabolique ou l’antagonisme compétitif.
Les agents antibactériens peuvent être classés selon leurs origine, leurs capacités d’inhiber la croissance des bactéries ou de les tuer, ce qui correspond à des antibiotiques bactériostatiques ou bactéricides, leurs spectres d’activité vis-à-vis des bactéries et selon leurs structure chimique basée souvent sur une structure de base (exemple : cycle β lactame) sur laquelle il y a hémi-synthèse.
PRINCIPALES FAMILLES D’ANTIBIOTIQUES ET LEUR MODE D’ACTION
Les inhibiteurs de la synthèse de la paroi bactérienne :
La paroi bactérienne est constituée de peptidoglycane. Le peptidoglycane est un polymère réticulé fait de chaînes polysaccharidiques reliées par des peptides. Cette molécule n’existe que chez les bactéries et assure la rigidité de la paroi. Les précurseurs du peptidoglycane sont synthétisés dans le cytoplasme et assemblés à l’extérieur de la membrane cytoplasmique. Lorsque les bactéries sont en phase de croissance, il existe simultanément des phénomènes de synthèse et de destruction du peptidoglycane. L’équilibre entre ces deux phénomènes est rompu par les antibiotiques inhibant la synthèse du peptidoglycane. Il en résulte une altération de la paroi ayant un effet létal pour la bactérie.
Les premières étapes de la synthèse du peptidoglycane se déroulent dans le cytoplasme. Les différents constituants sont ajoutés de manière séquentielle. Le disaccharidepentapeptide lié à un lipide traverse la membrane cytoplasmique. La polymérisation se fait à l’extérieur de la membrane, elle comporte une transglycosylation (qui forme la chaîne polysaccharidique) et une trans-peptidation au cours de laquelle le 5e acide aminé (une D-Ala) est détaché.
La famille des β-lactamines , les glycopeptide et les fosfomycines sont les principaux antibibiotiques qui agissent sur la paroi bactérienne
Antibiotiques inhibiteurs de la synthèse des protéines :
Plusieurs familles d’antibiotiques peuvent inhiber, par différents mécanismes, l’élongation de la chaîne polypeptidique chez les bactéries.
Rappel :
Le ribosome : Les ribosomes sont des complexes ribonucléoprotéiques (c'est-à-dire composés de protéines et d'ARN), présents dans les cellules eucaryotes et procaryotes. Leur fonction est de synthétiser les protéines en décodant l'information contenue dans l'ARN messager.
Ils sont constitués d'ARN ribosomiques, qui portent l'activité catalytique, et de protéines ribosomique.
Les ribosomes sont constitués de deux sous-unités, une plus petite (sous-unité 30S) qui « lit » l'ARN messager et une plus grosse (sous-unité 50S) qui se charge de la polymérisation des acides aminés pour former la protéine correspondante.
Biosynthèse des protéines : est l’ensemble des réactions biochimiques qui, utilisent comme matériaux les acides aminés et aboutit à la formation de protéines.
L’ADN est porteur des informations nécessaires à la mise en place d’un acide aminé en position correcte dans un enchaînement polypeptidique, les informations contenues dans l’ADN sont transcrites dans le noyau en ARNm.
Une molécule d’ARNm sert de messager et transfert ces informations jusqu’au niveau du ribosome, qui se trouve au niveau du cytoplasme et ou va se dérouler la synthèse protéique.
Le ribosome a pour rôle essentiel de lire le message venant de l’ADN (ARNm) et de le traduire en protéine.
La traduction se fait grâce à une machinerie capable de lire la molécule d’ARNm et d’associer les acides aminés les uns aux autres.
Cette machinerie nécessite la présence de molécules d’ARNt qui transporte sous d’amino-acyl-ARNt, les acides aminés vers le ribosome.
La protéosynthèse se déroule en 3 étapes:
1. Initiation.
2. Elongation.
3. Terminaison.
1. Initiation :
- Fixation de la petite S/unité sur l’ARN m: au niveau du Codon initiateur AUG de l’ARNm qui code pour le premier Acide aminé : la méthionine et des facteurs d’initiations (Pour les procaryotes: IF 1, 2,3 (initiation factor)).
- Puis le premier amino-acyl-ARN t va venir se fixer sur le site A.
- Puis la grosse s/unité s’associe au complexe.
2. Elongation:
- Commence d’abord par le passage du premier Amino-acyl-ARNt du site A au site P.
- Ensuite, Fixation du 2ème Aminoacyl ARN t sur le Site A.
- Formation de la première liaison peptidique entre les deux premiers acides aminés.
- Passage de l’ARN t du 2ème acide aminé sur le Site P.
- Sortie du premier amino-acyl ARNt par le site E.
3. Terminaison:
-Le ribosome arrive à un codon STOP ou NON SENS (UAA, UAG, UGA) auquel ne correspond aucun acide aminé, donc aucun ARNt.
-La chaîne protéique se détache alors du ribosome
Inhibiteurs de la sous-unité 50S :
macrolides, lincosamides, streptogramines, phénicolés,
oxazolidinones
Inhibiteurs de la sous-unité 30S :
- tétracyclines
- aminoglycosides
- l'acide fusidique
- l'acide fusidique
Antibiotiques inhibiteurs du métabolisme des acides nucléiques
Inhibiteurs de l'ARN polymérase : rifamycine
Inhibiteurs de l'ADN-gyrase et de la topoisomérases IV: quinolones et fluoroquinolones
Inhibiteurs de la synthèse de l'acide folique : sulfamides et diaminopyridines
Antimétabolites : Analogues de vitamines
sulfamides
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