ANTIBIOTIQUES

Principales classes d’antibiotiques

Les antibiotiques sont classés selon le site et le mécanisme d’action sur la cellule bactérienne ou selon la voie métabolique de la bactérie ciblée. Les types de sites sont spécifiques des bactéries (paroi bactérienne, membrane cytoplasmique, enzymes…) et ne se retrouvent pas, en principe, chez le sujet infecté. Il faut se souvenir que les antibiotiques étant naturellement des outils de défense d’un micro-organisme contre d’autres micro-organismes, on ne doit pas s’attendre à ce qu’un antibiotique donné soit actif contre tous.

Antibiotiques actifs au niveau de la paroi bactérienne

La paroi bactérienne est la cible de nombreux antibiotiques : qu’elle soit détruite ou simplement perforée, son altération entraîne l’éclatement puis la mort de la cellule bactérienne. Le peptidoglycane, constituant majeur de la paroi, est spécifique des bactéries. Il forme un réseau compact qui assure la rigidité de la paroi et la forme de la bactérie. Sa synthèse se déroule en trois étapes :

– une étape cytoplasmique avec synthèse d’un précurseur (cible de la fosfomycine),

– une étape membranaire avec traversée de la membrane cytoplasmique via un transporteur,

– une étape de liaison du précurseur avec le peptidoglycane préexistant (site d’action des glycopeptides comme la vancomycine).

Le peptidoglycane est en perpétuel remaniement avec une alternance de phases de synthèse et de dégradation par des enzymes, les PLP (« protéines liant les pénicillines », elles-mêmes site d’action des bêtalactamines). Toute molécule interférant avec cet équilibre fonctionnel entre synthèse et dégradation, entraîne une altération de la paroi et la mort de la bactérie.

Enveloppe des bactéries à Gram positif ou négatif - crédits : Encyclopædia Universalis France — Enveloppe des bactéries à Gram positif ou négatif
Encyclopædia Universalis France

Par ailleurs, la structure de la paroi bactérienne définit le caractère Gram positif ou négatif des bactéries, c’est-à-dire la capacité d’être colorée (+) ou non (–) par le violet de gentiane lors de la coloration dite de Gram. Les bactéries à Gram positif possèdent un peptidoglycane épais qui entoure la membrane cytoplasmique : elles restent colorées en violet lors de la décoloration de la préparation. A contrario, le peptidoglycane des bactéries à Gram négatif est plus mince : le violet de gentiane sera dissous lors de l’étape de décoloration et les bactéries seront colorées lors d’une étape de contre-coloration (en rose si la contre-coloration est réalisée par de la fuchsine).

Parmi les antibiotiques actifs sur la paroi, les bêtalactamines font partie des plus utilisés. Il s’agit d’une classe très vaste qui regroupe, entre autres, les pénicillines (amoxicilline), les céphalosporines ou encore les carbapénèmes (imipénème). Elles ont en commun un noyau bêtalactame, garant de l’activité antibactérienne, sur lequel s’ajusteront différents groupements selon les familles.

Relation structure-fonction dans la famille des bêtalactamines - crédits : Encyclopædia Universalis France — Relation structure-fonction dans la famille des bêtalactamines
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Sites d’action des principaux antibiotiques - crédits : Encyclopædia Universalis France — Sites d’action des principaux antibiotiques
Encyclopædia Universalis France

Antibiotiques actifs sur la membrane cytoplasmique

Comme chez les eucaryotes, la membrane cytoplasmique est une double couche lipidique dans laquelle des protéines membranaires sont insérées, et qui isole le cytoplasme du milieu extérieur tout en permettant le passage de certains nutriments.

Certains antibiotiques polypeptides cycliques comme les polymyxines (colistine) sont isolés à partir de bactéries comme Paenibacilluspolymyxa. La colistine, chargée positivement, se fixe sur le lipide A du lipopolysaccharide (composant de la membrane externe des bacilles à Gram négatif), chargé négativement. Cette fixation entraîne une désorganisation de la structure membranaire avec libération de lipopolysaccharides. L’insertion de la colistine entraîne une altération de la perméabilité puis une lyse de la membrane avec relargage du contenu intracellulaire et mort de la bactérie. La colistine induit également un stress oxydatif qui conduit à l’accumulation de radicaux libres responsables de dommages au niveau de l’ADN, des protéines et des lipides, fatals[...]

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Écrit par

Aurélie CHABAUD : pharmacienne-biologiste spécialisée, laboratoire de bactériologie virologie hygiène, CHU de Limoges
Sylvain MEYER : assistant hospitalo-universitaire, laboratoire de bactériologie virologie hygiène, CHU de Limoges
Marie-Cécile PLOY : professeure des Universités, praticienne hospitalière, laboratoire de bactériologie virologie hygiène, CHU de Limoges

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