La synthèse chimique automatisée utilisant la « chimie clic » a donné naissance à une nouvelle classe prometteuse de composés antibiotiques, offrant potentiellement une solution à la crise croissante des bactéries résistantes aux médicaments. Des chercheurs de l’Université de York ont utilisé des systèmes robotiques pour créer et tester rapidement plus de 600 complexes métalliques, en identifiant plusieurs qui présentent une puissante activité antibactérienne avec des niveaux de toxicité acceptables. Cette approche représente un changement important par rapport à la recherche traditionnelle sur les antibiotiques, qui s’est largement concentrée sur les molécules à base de carbone.
La menace croissante de la résistance aux antibiotiques
L’émergence de bactéries résistantes aux médicaments existants constitue une préoccupation majeure de santé publique. Les antibiotiques existants deviennent inefficaces, ce qui nécessite une exploration urgente de nouveaux espaces chimiques. Pendant des décennies, la recherche s’est concentrée sur les composés organiques, laissant les structures à base de métal largement intactes. Ces complexes métalliques offrent un avantage certain : leurs formes tridimensionnelles uniques présentent de nouvelles voies d’interaction avec des cibles bactériennes, contournant potentiellement les mécanismes de résistance existants.
Comment la percée s’est produite : “Click Chemistry” et automatisation
L’équipe de recherche, dirigée par Angelo Frei, a utilisé une stratégie de synthèse à haut débit. Ils ont utilisé un robot de manipulation de liquides pour effectuer une « chimie clic », une réaction très efficace qui combine rapidement des molécules d’azoture et d’alcyne pour former des anneaux d’azote stables. Cette méthode a permis à l’équipe de générer une vaste bibliothèque de complexes métalliques en une semaine seulement. Le processus impliquait la combinaison de 192 ligands organiques différents avec cinq métaux différents, ce qui a donné 672 composés uniques.
Principales conclusions : l’iridium et le rhénium sont prometteurs
L’examen initial a révélé que les composés contenant de l’iridium et du rhénium présentaient la plus forte activité antibactérienne contre Staphylococcus aureus, une infection nosocomiale courante et dangereuse. Plus de la moitié des composés d’iridium et de rhénium ont démontré une inhibition de la croissance, avec des niveaux de toxicité variables. Après une purification plus poussée, un complexe d’iridium s’est démarqué, affichant un niveau d’activité 50 à 100 fois supérieur à sa toxicité pour les cellules humaines.
La voie à suivre : stabilité, sécurité et essais cliniques
Bien que prometteurs, ces résultats sont encore préliminaires. Des experts comme Mark Blaskovich soulignent la nécessité de tests rigoureux pour garantir des propriétés similaires à celles d’un médicament : stabilité chimique et effets hors cible minimes. La prochaine phase nécessite des études in vivo (modèles animaux) suivies d’essais cliniques sur des humains pour confirmer la sécurité et l’efficacité. L’équipe prévoit également d’intégrer l’intelligence artificielle, en utilisant l’apprentissage automatique pour prédire les structures les plus prometteuses pour les synthèses futures.
L’automatisation de ce processus a le potentiel de révolutionner la découverte des antibiotiques, en raccourcissant les délais de développement et en élargissant la recherche de nouvelles solutions à la résistance aux antibiotiques.
En fin de compte, cette recherche démontre la puissance de la combinaison d’une chimie de pointe avec des systèmes automatisés pour relever l’un des défis les plus urgents de la médecine moderne.
