Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

L’augmentation de la résistance de certaines bactéries pathogènes aux traitements antibiotiques conventionnels et l’émergence des bactéries multi-résistantes a progressé à un rythme effréné au cours de la dernière décennie. Cette augmentation vient nous rappeler que la lutte contre les maladies infectieuses est loin d’être terminée. Les bactéries sont des organismes qui possèdent une très grande faculté d’adaptation et qui ont une croissance et une reproduction extrêmement rapide, et malheureusement les résistances bactériennes apparaissent plus rapidement que nous développons de nouveaux antibiotiques. Selon l’organisme mondial de la santé, la résistance des bactéries aux antibiotiques pourrait devenir la plus grande cause de mortalité sur la planète d’ici 2050. Trouver de nouvelles stratégies pour contrer le développement de résistances est un enjeu majeur pour la santé publique et pour la communauté scientifique. Les bactéries multi-résistantes émergent non seulement dans les hôpitaux, mais sont également souvent présentes dans le milieu communautaire. L’utilisation excessive et inadéquate des antibiotiques et leur ajout systématique dans la nourriture des animaux d’élevage contribuent à l’émergence rapide et à la propagation de ces résistances. Pour lutter efficacement, il faut d’une part diminuer le niveau de résistance chez les bactéries et d’autre part, trouver de nouveaux composés antibiotiques susceptibles d’être efficaces contre ces nouvelles bactéries multi-résistantes. Présentement les antibiotiques disponibles sur le marché proviennent exclusivement de différents composés isolés chez des champignons ou des bactéries, ou sont le fruit de la chimie de synthèse. Bien que les plantes possèdent une panoplie de composés et de méthodes de défense antibactérienne qui pourraient passer par de nouveaux mécanismes d’action et de nouvelles cibles, encore très peu d’entre elles ont été étudiées en profondeur. L’objectif principal de cette thèse était d’identifier et de développer des extraits et des composés issus de plantes de la forêt boréale possédant des propriétés antibactériennes. Deux types d’extraits de plantes de la forêt boréale pourraient posséder des propriétés antibactériennes très intéressantes pour la lutte aux bactéries résistantes: les huiles essentielles et les résines. Pour ce projet de recherche, afin de pouvoir tester adéquatement ces deux types d’extraits, un nouveau test antibactérien adapté aux composés et matrices hydrophobes a été développé. Grâce à ce test, l’activité de la résine de sapin baumier (Abies balsamea) a été confirmée in vitro contre Staphylococcus aureus et deux souches de S. aureus résistantes à la méticilline (SARM). Il a été observé que cette activité était en grande partie apportée par la présence de sept différents acides résiniques dans l’extrait. Cet extrait serait très intéressant pour le traitement cutané des infections et pour des développements futurs. Par la suite, trois huiles essentielles (Monarda didyma, Tanacetum vulgare et Tussilago farfara) ont été analysées et comparées afin de sélectionner la plus prometteuse pour remplacer les antibiotiques en nutrition chez les poulets d’élevage. Leurs compositions chimiques et leurs activités antibactériennes, anti-inflammatoires, antioxydantes et cytotoxiques ont été déterminées. L’huile essentielle de monarde didyma (Monarda didyma L.) s’est révélée très prometteuse, notamment en raison de l’activité antibactérienne contre Escherichia coli et Clostridium perfringens. Dans les tests in vivo chez les souris, une hausse significative du poids a été obtenue lors de l’ajout de l’huile essentielle dans la diète. Pour les tests in vivo directement chez les poulets d’élevage, une hausse significative du poids a également été obtenue chez ceux traités avec l’huile essentielle. Des tests supplémentaires restent à effectuer pour une utilisation plus intensive de l’huile essentielle dans la diète des poulets d’élevage, mais les résultats sont très prometteurs. Finalement la balsacone C, un composé issu de la résine des bourgeons de peuplier baumier (Populus balsamifera), a démontré des résultats antibactériens contre une banque de trente-cinq SARM. Le composé semble sélectif envers les bactéries gram positif et possède un faible risque d’apparition de résistances. Pour déterminer des éléments du mécanisme d’action l’intégrité membranaire de bactéries traitées avec la balsacone C a été testé grâce à deux fluorochromes. Une perte de l’intégrité membranaire a été observée après un court temps d’incubation en présence du composé. Par la suite, l’effet sur les membranes a été confirmé grâce à la mesure du relâchement de protéines et d’acides nucléiques dans le milieu, et par microscopie électronique à balayage (MEB). Les résultats de ce chapitre sont très importants et pourraient mener au développement d’un nouvel antibiotique issu du métabolite secondaire des végétaux. Pour conclure, bien qu’il reste encore beaucoup de recherche à faire, ce projet de thèse a permis de tester et sélectionner des extraits de plantes possédant des activités antibactériennes. Ces extraits pourraient être utilisés à plusieurs niveaux, notamment pour réduire l’incidence des bactéries résistantes dans l’élevage et dans la communauté en général, et pour traiter ces bactéries multi-résistantes lors d’infections. Les résultats présentés pourraient ouvrir des avenues très prometteuses pour ces différents extraits provenant de la forêt boréale québécoise.