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Tout sur la pénicilline

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Photo gracieuseté de Medical News Today.


Selon un article de Annals of Ibadan Postgraduate Medicine, les maladies infectieuses étaient une des causes principales de morbidité et de mortalité avant le début du XXe siècle. Même dans le monde industrialisé, l’espérance de vie moyenne à la naissance était que 47 ans. Les maladies telles que la choléra, la pneumonie, la variole, la fièvre typhoïde, la peste, la tuberculose et d’autres maladies infectieuses étaient courantes. Une petite égratignure ou une ampoule pouvait entraîner une infection et la mort. Découverte par hasard, la pénicilline est devenue un antibiotique qui a changé le monde et a annoncé le début de l’ère des antibiotiques. Selon Medical News Today, les pénicillines sont un groupe d’antibiotiques qui combattent une grande variété de bactéries et ont été les premiers antibiotiques utilisés par les médecins. Acclamé comme un médicament miraculeux, de nombreuses infections bactériennes qui autrement tueraient des millions de personnes pourraient maintenant être traitées rapidement.


La découverte de la pénicilline


Selon un article de Live Science, la pénicilline a été découverte en 1928 grâce à Alexander Fleming, un professeur de bactériologie à Londres. Lorsque Fleming est revenu de ses vacances, il a commencé à nettoyer son laboratoire et à découvert qu’une de ses boîtes de Pétri contenant la bactérie Staphylococcus avait été contaminée par des spores de moisissures, comme indiqué dans un article de Singapore Med J. Il a remarqué que les bactéries autour des colonies de moisissures mouraient. Par la suite, il a extrait un agent actif de la moisissure et a découvert qu’il s’agissait d’une espèce de Penicillium, plus précisément Penicillium notatum, qui inhibit la croissance normale des bactéries Gram-positives, y compris celui qui causent la scarlatine, la gonorrhée, la pneumonie, la méningite et la diphtérie. Il conclut que la bactérie n’avait pas été détruite par la moisissure elle-même, mais par le « jus » qu’elle produisait et donc nomma la pénicilline « jus de moisissure ». « Lorsque je me suis réveillé juste après l’aube du 28 septembre 1928, je n’avais certainement pas l’intention de révolutionner toute la médecine en découvrant le premier antibiotique au monde, ou tueur de bactéries. Mais je suppose que c’est exactement ce que j’ai fait », a écrit plus tard Fleming à propos de ses découvertes.


Photo gracieuseté de TIME.


Malgré le fait que Flemming ait publié sa découverte de la pénicilline dans le British Journal of Experimental Pathology en 1929, son travail a d’abord été accueilli par de la scepticisme par le monde scientifique. De plus, Fleming a eu du mal à isoler le «jus de moisissure» en quantités massives. Cependant, ce n’est qu’en 1940 que deux scientifiques, Howard Florey et Ernst Chain, s’intéressent à la pénicilline, alors que Fleming envisage de prendre sa retraite. Avant le premier essai avec un humain, eux et leurs collègues ont pu purifier la pénicilline et évaluer son efficacité sur des animaux à la Sir William Dunn School of Pathology de l’Université d’Oxford. Selon l’American Chemical Society, Albert Alexander est devenu la première personne à utiliser la pénicilline d'Oxford le 12 février 1941. En taillant des roses, il s’est gratté le côté de la bouche, développant une infection potentiellement mortelle avec d'énormes abcès affectant son visage, ses yeux et les poumons. On lui a donné de la pénicilline, et en quelques jours seulement, il a fait un rétablissement spectaculaire. Malheureusement, il n’y avait pas assez d’approvisionnement de médicaments, alors il est mort avant d’être complètement guéri.


Un an plus tard, avec assez de pénicilline, ils ont traité la patiente suivant Anne Miller à l'hôpital de New Haven à Connecticut. Elle a fait une fausse couche et à développeé une infection qui c’est ensuite développer dans l’empoissonemnet du sang. Selon un article publié dans le Washington Post, les médecins ont tenté tous les traitements possibles pendant son séjour, des sulfamides à la transfusion sanguine, tandis que sa température atteignait parfois plus 106 degrés. L’infection de Miller a été guérie lorsqu’elle a reçu une cuillère à soupe de pénicilline, soit la moitié de la quantité d’antibiotique disponible aux États-Unis en 1942. Parce qu’il était terriblement difficile d’extraire la moisissure en raison de sa tendance à se dissoudre pendant le processus d’extraction, les médecins ont recueilli son urine on extrait la pénicilline restante ayant une puissance d’environ 70%, et la réinjecter afin de compléter le traitement.


La pénicilline était considérablement plus efficace et plus sûre dans la lutte contre les bactéries chez les animaux que les sulfamides, qui étaient le traitement des infections à l’époque, à cause de leurs terribles effets secondaires. Le médicament a ensuite été produit en masse aux États-Unis et en Grande-Bretagne à temps pour être utilisé pendant la Seconde Guerre mondiale. En effet, les infections et non les blessures du au combat, ont été la principale cause de décès dans les guerres à travers l’histoire. Eric Lax, auteur de « La moisissure dans le manteau du Dr Florey», a déclaré: «... sur les 10 millions de soldats tués pendant la Première Guerre Mondiale, environ la moitié sont morts pas à cause de bombes, d’éclats d’obus, de balles ou de gaz, mais plutôt d’infections incurables causées par des blessures souvent relativement mineures.»Étonnamment, la pénicilline a considérablement réduit le taux de mortalité par pneumonie bactérienne de 18% à 1%, selon la colonne du Dr Howard Markel pour PBS NewsHour.


Fonction et Résistance


Medical News Today indique que les médicaments de la classe de la pénicilline fonctionnent en brisant indirectement les parois cellulaires bactériennes. Ils y parviennent en agissant directement sur les peptidoglycanes, qui sont structurellement importants dans les cellules bactériennes. Les peptidoglycanes forment une structure en forme de maille entourant la membrane plasmique des cellules bactériennes, augmentant la résistance de la paroi cellulaire et empêchant les fluides et particules externes de pénétrer dans la cellule. Au fur et à mesure qu’une bactéries se multiplie, de minuscules trous s’ouvrent dans ses parois cellulaires lors de la division cellulaire. Ces lacunes sont ensuite remplies de peptidoglycanes nouvellement produits, aidant à reconstruire les parois. Les pénicillines agissent en bloquant les entretoises protéiques qui relient les peptidoglycanes. En conséquence, la bactérie est incapable de fermer les trous dans ses parois cellulaires. Étant donné que la concentration en eau du liquide environnant est plus élevée qu’à l’intérieur de la bactérie, l’eau s’écoule à travers les trous dans la cellule, provoquant l’éclatement de la bactérie. Différents types de pénicilline sont utilisés pour différentes infections.


Les bactéries sont présentes sur terre depuis des milliards d’années, et elles ont résisté à des conditions extrêmes, devenant extrêmement adaptables et développant une résistance aux pénicillines. En général, il existe trois façons pour les bactéries d'acquérir une résistance à la pénicilline:

  • Pénicillinase: Les bactéries peuvent créer de la pénicillinase, une enzyme qui dégrade la pénicilline. Dans un processus connu sous le nom de conjugaison, cette capacité peut se propager à travers la population bactérienne via un minuscule anneau d’ADN. Les organismes individuels transfèrent cette nouvelle information génétique entre eux par la reproduction asexuée.


  • Structure bactérienne altérée: Certaines bactéries peuvent modifier le format des protéines de liaison à la pénicilline dans leur paroi de peptidoglycane, empêchant les pénicillines de s’y lier.


  • Élimination de la pénicilline: D’autres bactéries peuvent développer des mécanismes qui leur permettent d’exporter la pénicilline. Les pompes à efflux sont utilisées par les bactéries pour évacuer les substances de la cellule. Certaines de ces pompes peuvent être réutilisées pour aider la cellule à se débarrasser des pénicillines.


Les antibiotiques modernes


Un article des Annals of Ibadan Postgraduate Medicine indique que l’ère des antibiotiques a commencé avec la découverte de la pénicilline. Depuis sa découverte, de nombreux nouveaux antibiotiques ont été découverts à cette époque, et les années 1950 à 1970 ont été surnommées l’âge d’or de la découverte de nouveaux antibiotiques. Depuis ce temps, aucune nouvelle classe d’antibiotiques n’a été identifiée, et l'approche pour découvrir de nouveau médicament par la suite consistait à modifier les antibiotiques qu’ont avaient déjà découverts. Cette époque à révolutionné le traitement des maladies infectieuses, avec beaucoup de succès dans les pays en développement. Par exemple, aux États-Unis, la principale cause de décès est passée des maladies transmissibles aux maladies non transmissibles (maladies cardio vasculaire, cancers et accidents vasculaires cérébraux), l’espérance de vie moyenne à la naissance c’est augmenté à 78,8 ans et la population plus âgée à monté de 4% à 13% de la population totale des États-Unis. En fin de compte, la découverte accidentelle de la pénicilline a contribué à ouvrir la voie à de nouveaux antibiotiques et ce fut vraiment l’une des découvertes scientifiques les plus importantes de l’histoire.



L'auteur d'article: Tanya Kor

Traduction par: Sarah Westerik