Effet de la déplétion des isoprénoïdes membranaires sur la liaison des β-lactames aux protéines liant les pénicillines chez les staphylocoques dorés

Aujourd’hui, la résistance aux antibiotiques est un problème de santé majeur. Le problème va s’intensifier puisque l’Organisation mondiale de la santé prévoit 20 millions de morts relatives aux résistances en 2050. En 2019, le S. aureus est identifié comme étant la deuxième cause de décès liée à la résistance aux antibiotiques, dont une large partie est attribuable au staphylocoque doré résistant à la méthicilline (MRSA) qui a causé 121 000 morts. Les MRSA se caractérisent par une résistance aux β-lactames à la suite de l’acquisition d’un gène codant pour la protéine PBP2 mutée, la PBP2a, qui est impliquée dans la synthèse de la paroi cellulaire. Celle-ci possède une faible affinité pour les β-lactames, rendant son inhibition compliquée. Des études récentes ont montré que la PBP2a se localise dans des régions appelées microdomaines membranaires fonctionnels, formés par des interactions entre les lipides (staphyloxanthines) et des protéines d’échafaudage (flotillines) capables de recruter la PBP2a. Cependant, les conséquences de ce recrutement et les mécanismes exacts de cette résistance restent inconnus. Dans ce travail, nous avons dans un premier temps étudié la liaison de différents antibiotiques et d’un β-lactame fluorescent, la Bocillin-FL envers les souches MRSA (S. aureus résistant à la méthicilline) et MSSA (S. aureus sensible à la méthicilline). Dans la deuxième partie, nous avons étudié l’impact de la simvastatine sur la liaison de la Bocillin-FL envers les bactéries en utilisant des techniques de microscopie. La microscopie confocale a mis en évidence la présence d’agrégats cytoplasmiques accumulant la Bocillin-FL et une augmentation du packing membranaire chez les bactéries traitées avec de la simvastatine. Finalement, des Western blots des protéines membranaires et cytoplasmiques ont été réalisés afin de déterminer la nature protéique du signal cytoplasmique observé. Les résultats indiquent une diminution du signal fluorescent de la Bocillin-FL et de la PBP2a dans la membrane, mais également l’absence de signal de la PBP2a et une augmentation du signal de fluorescence de la Bocillin-FL dans le cytoplasme lorsque les bactéries sont incubées avec de la simvastatine. Nous concluons de ces expériences que la déplétion en isoprénoïdes augmente le packing membranaire et réduit la localisation des PBPs et de la PBP2a dans la membrane plasmique, ce qui pourrait inverser la résistance des MRSA aux β-lactames.