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May 01, 2024

Des métaux pour lutter contre la résistance aux antimicrobiens

Nature Reviews Chemistry volume 7, pages 202-224 (2023)Citer cet article 18 000 accès 30 citations 52 détails des mesures altmétriques Les bactéries, comme la plupart des organismes, ont une relation amour-haine avec

Nature Reviews Chemistry volume 7, pages 202-224 (2023)Citer cet article

18 000 accès

30 citations

52 Altmétrique

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Les bactéries, comme la plupart des organismes, entretiennent une relation amour-haine avec les métaux : un métal spécifique peut être essentiel à la survie mais toxique sous certaines formes et concentrations. Les ions métalliques ont une longue histoire d’activité antimicrobienne et ont fait l’objet d’une attention croissante ces dernières années en raison de la montée de la résistance aux antimicrobiens. La recherche d'agents antibactériens englobe désormais les ions métalliques, les nanoparticules et les complexes métalliques dotés d'une activité antimicrobienne (« métalloantibiotiques »). Bien qu’ils n’aient pas encore atteint le stade clinique, les métalloantibiotiques constituent un groupe de composés vaste et sous-exploré qui pourrait conduire à une nouvelle classe d’antibiotiques indispensable. Cette revue résume les développements récents dans ce domaine en pleine croissance, en se concentrant sur les progrès dans le développement de métalloantibiotiques, en particulier ceux dont le mécanisme d'action a été étudié. Nous fournissons également un aperçu des utilisations alternatives des complexes métalliques pour lutter contre les infections bactériennes, notamment la thérapie photodynamique antimicrobienne et le diagnostic par radionucléides des infections bactériennes.

La résistance aux antimicrobiens (RAM) est en passe de devenir la principale cause de décès dans le monde dans les décennies à venir. En 2019, on estime à 4,95 millions le nombre de décès associés à la RAM, dont 1,3 million étaient directement imputables à des infections résistantes1. Ce nombre devrait atteindre 10 millions de décès par an dans le monde d’ici 20502, sinon plus tôt, en partie à cause de la surprescription généralisée d’antibiotiques aux patients atteints de COVID-19 au cours des deux dernières années3. Malgré cette urgence, la chimie médicinale organique conventionnelle n'a pas réussi à reconstituer le pipeline d'antimicrobiens épuisé : une analyse de 2022 a montré qu'en juin 2021, il n'y avait que 45 antibiotiques « traditionnels » en développement clinique4. Il est donc urgent de trouver de nouvelles approches pour développer la prochaine génération d’antibiotiques.

Les composés inorganiques, les composés organométalliques et/ou les complexes métalliques ont joué un rôle modeste mais déterminant dans la médecine du XXe siècle. La découverte et l’approbation réglementaire du cisplatine, un médicament anticancéreux, ont marqué l’ère moderne de la chimie inorganique médicinale. Depuis lors, de nombreux composés contenant des métaux ont été étudiés pour le traitement de maladies, et plusieurs d’entre eux ont fait l’objet d’essais cliniques sur l’homme5. Cependant, ce n’est que récemment que les métaux et les métalloantibiotiques ont attiré une attention considérable en tant qu’antimicrobiens potentiels, en réponse à l’augmentation rapide de la RAM au cours de la dernière décennie.

Cette revue couvre l'état actuel des métaux et des métalloantibiotiques en tant qu'agents antibactériens. Nous discutons du rôle des ions métalliques dans les bactéries et du potentiel de certains ions métalliques à tuer directement les agents pathogènes bactériens, ainsi que des stratégies visant à détourner les voies bactériennes des ions métalliques pour une activité antimicrobienne. Nous nous concentrons sur les complexes métalliques antibactériens et présentons des exemples pour lesquels le mécanisme d’action a été (au moins partiellement) élucidé. La revue comprend un bref aperçu de l'application de composés métalliques activés par la lumière contre les bactéries comme exemple de mécanisme d'action alternatif possible avec les métalloantibiotiques. Nous concluons en discutant de l'utilisation de complexes d'isotopes métalliques radioactifs pour améliorer le diagnostic des infections bactériennes en visualisant leur localisation, de la même manière que la détection du cancer par imagerie.

Cette revue n'inclut pas une liste complète de tous les métalloantibiotiques : les lecteurs intéressés sont renvoyés aux excellentes critiques publiées sur ce sujet6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16. Regiel-Futyra et al.17 ont récemment examiné les stratégies bio-organiques contre les bactéries. Un aperçu complet des cibles moléculaires et cellulaires des ions métalliques a été publié par Lemire et al.18 en 2013. L'utilisation de complexes métalliques comme adjuvants ou potentialisateurs, en combinaison avec des antibiotiques ou d'autres composés biologiquement actifs, est un autre domaine de recherche fertile, mais cela dépasse le cadre de cette revue. Un nombre important de recherches ont été publiées sur l’utilisation des nanoparticules comme agents antimicrobiens et ont été examinées ailleurs19,20. Enfin, pour les composés antifongiques à base de métaux, nous renvoyons à la récente revue de Lin et al.21.