Approfondissement du traitement

Les champignons sont présents sur la peau d'environ 70 % de la population, sans causer de dommages ni de bénéfices. Certaines infections fongiques, comme le pied d'athlète, sont mineures. D’autres, comme Candida albicans, peuvent être mortelles, en particulier pour les personnes dont le système immunitaire est affaibli.

Les infections fongiques sont en augmentation en raison du vieillissement de la population et de la prévalence accrue des maladies chroniques. Dans le même temps, les champignons deviennent de plus en plus résistants aux traitements. En conséquence, les infections fongiques pourraient bientôt devenir une menace sérieuse pour la santé publique.

En 2022, l’Organisation mondiale de la santé a publié sa toute première « Liste des pathogènes fongiques prioritaires », appelant à une surveillance améliorée, à des interventions de santé publique et au développement de nouveaux médicaments antifongiques.

Nous sommes une équipe interdisciplinaire de chimistes et de biologistes qui tracent une nouvelle voie pour lutter contre les infections pharmacorésistantes. Nous utilisons de minuscules forets à l’échelle nanométrique qui combattent les agents pathogènes nocifs au niveau moléculaire. Alors que la recherche traditionnelle sur les antimicrobiens est en difficulté, notre approche a le potentiel de rajeunir la lutte contre ces infections tenaces.

Alors que les médecins ont un besoin urgent de nouveaux médicaments antifongiques, leur développement reste un défi. Premièrement, il est difficile de développer des médicaments qui tuent sélectivement les champignons sans nuire aux cellules humaines en raison de leurs nombreuses similitudes.

Deuxièmement, les champignons peuvent rapidement développer une résistance à plusieurs médicaments antifongiques à la fois lorsque les médicaments sont mal utilisés ou surutilisés. En tant que tel, le développement de médicaments antifongiques est beaucoup moins gratifiant pour les sociétés pharmaceutiques que le développement de médicaments contre des maladies chroniques comme le diabète et l’hypertension qui nécessitent une utilisation à long terme.

Une solution à ce problème pourrait résider dans une technologie lauréate du prix Nobel : les machines moléculaires.

Les machines moléculaires sont des composés synthétiques qui font tourner rapidement leurs composants environ 3 millions de fois par seconde lorsqu'ils sont exposés à la lumière. Les médecins peuvent utiliser une sonde à pointe lumineuse pour activer ces machines moléculaires afin de traiter les infections internes, ou une lampe pour les infections cutanées. La lumière fait tourner les machines, et ce mouvement de rotation les pousse à percer et à perforer les membranes et les organites des cellules, ce qui entraîne la mort cellulaire.

Notre groupe a utilisé cette technologie pour la première fois pour tuer des cellules cancéreuses en 2017. Pour cibler les bonnes cellules, des machines moléculaires peuvent être liées à des peptides spécifiques qui se lient uniquement aux cellules souhaitées, permettant, par exemple, de cibler des types de cancer spécifiques. Depuis, nous utilisons ces molécules pour tuer les bactéries, détruire les tissus et stimuler la contraction musculaire. Ces propriétés font des machines moléculaires une technologie candidate intéressante pour faire face à la menace fongique croissante.

Les chercheurs ont d’abord testé la capacité des machines moléculaires activées par la lumière à tuer les champignons du Candida albicans. Ce champignon semblable à une levure peut provoquer des infections potentiellement mortelles chez les personnes immunodéprimées. Comparées aux médicaments conventionnels, les machines moléculaires tuaient C. albicans beaucoup plus rapidement.

Des études ultérieures ont montré que les machines moléculaires pouvaient également tuer d'autres champignons, notamment des moisissures comme Aspergillus fumigatus et des espèces de dermatophytes, les types de champignons qui provoquent des infections de la peau, du cuir chevelu et des ongles. Les machines moléculaires ont même éliminé les biofilms fongiques, qui sont des communautés de micro-organismes visqueux et résistants aux antimicrobiens qui se collent sur les surfaces et provoquent généralement des infections associées aux dispositifs médicaux.

Contrairement aux antifongiques conventionnels, qui ciblent la membrane ou la paroi cellulaire fongique, les machines moléculaires se localisent dans les mitochondries fongiques. Souvent appelées les « centrales électriques de la cellule », les mitochondries produisent de l’énergie pour alimenter d’autres activités cellulaires. Lorsqu’elles sont activées par la lumière visible, les machines moléculaires détruisent les mitochondries fongiques. Une fois que les mitochondries de la cellule fongique cessent de fonctionner, la cellule perd son approvisionnement en énergie et meurt.

Dans le même temps, les machines moléculaires perturbent également les minuscules pompes qui éliminent les agents antifongiques de la cellule, empêchant ainsi la cellule de riposter. Étant donné que ces machines moléculaires agissent par un mécanisme mécanique plutôt que chimique, il est peu probable que les champignons développent des défenses contre ce traitement.