Évaluation du potentiel d'action de l'utilisation combinée de la tomatidine (ou son analogue : FC04-100) et d'aminoglycosides contre Staphylococcus aureus et Pseudomomas aeruginosa

La fibrose kystique (FK) est une maladie génétique autosomale récessive conduisant à une défaillance pulmonaire mortelle. Celle-ci est causée par l’expression dysfonctionnelle de l’allèle CFTR codant pour une protéine transmembranaire impliquée dans le transport Cl- des cellules de l’épithélium pulmonaire vers la lumière des voies respiratoires. Cette mutation induit la production d’un mucus visqueux qui entrave les voies respiratoires et favorise l’accumulation de bactéries pathogènes. L’éradication de cette présence bactérienne est maintenant l’enjeu primordial chez les patients FK afin de procurer un bien-être et de prolonger l’espérance de vie de ceux-ci. Le cheval de bataille de cette lutte au mieux-être du patient FK s’appuie en partie sur l’efficacité des antibiotiques. Cependant, nous nous heurtons à la capacité d’adaptation des bactéries face à l’antibiothérapie, ce qui nous conduit à développer sans cesse de nouvelles molécules thérapeutiques. Ainsi, l’essence de ce projet de recherche a été de caractériser l’efficacité de la tomatidine (TO); l’aglycone de la tomatine (un glycoalcaloïde), produit par les plants de tomate et de son analogue : la molécule FC04-100. Par le passé, notre laboratoire a établi que la TO possède une action antibactérienne contre Staphylococcus aureus prototype via l’inhibition de l’expression des facteurs de virulences associés au système de régulation ARG ainsi qu’en agissant comme potentialisateur d’action des aminoglycosides (AMI). De plus, la TO est également un inhibiteur de la réplication intracellulaire de S. aureus small-colony variant (SCV) infectant des cellules épithéliales pulmonaires différenciées (Calu-3). Le premier volet de mon projet a été consacré à l’évaluation du potentiel d’action de la TO contre S. aureus et Pseudomonas aeruginosa; deux bactéries fréquemment co-isolées des poumons des patients. Ainsi, lors de cette étude, j’ai démontré pour la première fois que la TO peut être employée seule contre S. aureus en tant qu’agent bactéricide lorsque celle-ci est utilisée en présence de P. aeruginosa. Ce phénomène dépend de la production par P. aeruginosa, du 2-heptyl-4-quinolone-N-oxide (HQNO) de l’endopeptidase LasA. De plus, j’ai évalué la possibilité d’utiliser un AMI et TO lorsque S. aureus et P. aeruginosa sont en co-culture afin de réduire la population bactérienne de ces deux pathogènes. Les résultats obtenus ont permis de démontrer qu’une combinaison, de tobramycine (TOB) et TO, permet d’inhiber significativement la croissance bactérienne d’un S. aureus résistant à la méthiciline (MRSA) résistant à la TOB et P. aeruginosa, co-cultivés en condition planctonique. Le deuxième volet de ma maîtrise visait à mesurer l’efficacité antibactérienne de FC04-100 en collaboration avec ma collègue Isabelle Guay. Pour ce projet, j’ai démontré l’efficacité de la combinaison FC04-100 et la gentamicine (GEN) contre un biofilm de S. aureus. Pour ce faire, j’ai utilisé une méthode de culture en microplaque 96 puits, permettant ainsi de former plusieurs bioflims et de tester plusieurs concentrations d’antibiotiques. Les résultats suite à l’exposition des biofilms à la combinaison TO-GEN ont démontré qu’il était possible de réduire significativement la viabilité bactérienne de S. aureus en biofilm. De plus, j’ai comparé l’efficacité de FC04-100 à TO dans un essai d’infection de cellules Calu-3 différenciées et infectées par une souche clinique de S. aureus SCV. Les résultats révèlent que ces deux composés diminuent significativement la viabilité bactérienne, et ce, en proportion similaire par rapport aux cellules infectées non traitées. L’ensemble des résultats obtenus dans ces deux projets a permis de démontrer clairement le potentiel antimicrobien de la TO et de son analogue FC04-100. Cette découverte apporte donc un nouveau squelette de molécule qui pourrait s’avérer utilisable comme antibiotique