antibiotiques

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Présentation

antibiotiques, médicaments ayant la propriété de tuer les bactéries ou d’empêcher leur prolifération, utilisés dans le traitement des infections dues à des bactéries pathogènes. Ils sont sans effet sur les infections parasitaires et virales ni sur les mycoses, qui relèvent respectivement d’une thérapie faisant appel aux antiparasitaires, antiviraux et antifongiques.

Parmi les antibiotiques les plus connus, citons la streptomycine, employée pour traiter la tuberculose, et la pénicilline, utilisée pour combattre de nombreuses maladies infectieuses, parmi lesquelles la syphilis, la gonorrhée, le tétanos et la scarlatine. Les antibiotiques peuvent être d’origine synthétique, semi-synthétique, ou naturelle, produits par des bactéries ou des champignons (c’est le cas de la pénicilline, extraite du champignon Penicillium notatum).

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Historique

C’est à la fin du xix^e siècle qu’est mise en évidence l’existence de substances antibiotiques. Après que Louis Pasteur a démontré le rôle de germes microscopiques dans l’apparition de maladies infectieuses, Émile Duchesne observe, en 1897, les propriétés bactéricides de certaines moisissures. Vers 1900, le bactériologiste Rudolf von Emmerich isole une substance, la pyocyanase, qui détruit in vitro les germes du choléra et de la diphtérie, mais qui se révèle toutefois inefficace dans le traitement de ces maladies.

Au début du XX^e siècle, le médecin et chimiste allemand Paul Ehrlich cherche à synthétiser des composés organiques sélectifs qui attaqueraient l’agent infectieux sans nuire à l’organisme hôte. Ses expériences aboutissent au développement, en 1909, du salvarsan, composé synthétique contenant de l’arsenic et qui fait preuve d’une action sélective contre les spirochètes responsables de la syphilis. Le salvarsan reste le seul traitement de la syphilis jusque dans les années quarante. Ensuite, il est remplacé par la pénicilline, découverte en 1928 par Alexander Fleming (qui démontre son efficacité in vitro contre de nombreuses bactéries pathogènes) et isolée par Ernst Chain et sir Howard Florey. La lysozyme est également découverte par Alexander Fleming. C’est une enzyme aux fortes propriétés anti-microbiennes, mais aux applications médicales limitées, car elle a principalement pour cible des bactéries non pathogènes.

En 1939, la tyrothricine, isolée à partir de bactéries vivant dans le sol par le bactériologiste américain d’origine française René Dubos, est le premier antibiotique utilisé pour traiter une maladie, un an avant que Chain et Florey testent la pénicilline chez l’homme. En 1944, le biologiste américain Selman Waksman découvre la streptomycine, employée pour traiter des maladies contre lesquelles la pénicilline est inefficace, en particulier la tuberculose.

Depuis la généralisation de l’usage des antibiotiques dans les années cinquante, les chiffres de morbidité et de mortalité ont fortement diminué. Ainsi, certaines maladies, comme la tuberculose, les pneumonies d’origine bactérienne ou encore les septicémies, classées parmi les principales causes de mortalité à l’échelle mondiale, ont considérablement reculé. Elles sont toutefois loin d’avoir disparu et la tuberculose, par exemple, qui sévit fortement dans les pays en développement, est en nette recrudescence dans les pays industrialisés.

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Classification

Il existe plusieurs systèmes de classification des antibiotiques. Le plus courant prend en compte leur mode d’action sur les agents infectieux : certains antibiotiques attaquent la paroi ou la membrane cellulaire, alors que d’autres inhibent la synthèse des acides nucléiques et des protéines. Un autre système consiste à classer les antibiotiques en fonction des souches bactériennes qu’ils détruisent (staphylocoques, streptocoques, etc.). On peut aussi les classer en fonction de leur structure chimique. Les différentes familles sont alors les pénicillines, les céphalosporines, les aminosides, les tétracyclines, les macrolides et les sulfamides.

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Mécanismes d’action

En fonction de leur mode d’action, on distingue deux grandes catégories d’antibiotiques : ceux qui inhibent la croissance bactérienne (bactériostatiques) et ceux qui tuent les bactéries (bactéricides). D’une manière générale, l’inhibition de la croissance bactérienne est suffisante pour arrêter un processus infectieux, le système immunitaire éliminant les bactéries restantes. Cependant, lorsque ce dernier est affaibli, le recours à un antibiotique bactéricide est recommandé. L’activité d’un antibiotique est évaluée grâce à deux paramètres : la CMI (concentration minimale inhibitrice de l’activité bactérienne) et le FIC (fractional inhibatory concentration) qui est le rapport de la concentration sérique de l’antibiotique à la CMI vis-à-vis de la bactérie. Les antibiotiques bactériostatiques sont : les tétracyclines, les phénicolés, les macrolides, les sulfamides. Les antibiotiques bactéricides sont : les bêtalactamines, les aminosides, les quinolones, la vancomycine, la téicoplanine.

La plupart des antibiotiques opèrent indirectement en bloquant la synthèse de divers composés cellulaires. Certaines substances, importantes sur le plan clinique, empêchent la synthèse des peptidoglycanes, principaux constituants de la paroi bactérienne. C’est le cas des bêtalactamines. Ces composés inhibent tous la synthèse des peptidoglycanes, mais n’interfèrent pas avec la formation des composants intracellulaires : la paroi de la bactérie finit par se rompre sous la pression de ces composants qui continuent à être fabriqués.

D’autres antibiotiques agissent en inhibant la synthèse des molécules intracellulaires de la bactérie, comme l’ADN, l’ARN, les ribosomes et les protéines. Les sulfamides synthétiques appartiennent à cette catégorie. La synthèse d’acides nucléiques peut être interrompue par des antibiotiques qui inhibent les enzymes assurant la constitution de ces polymères, comme l’ADN polymérase ou l’ARN polymérase. L’actinomycine, la rifamicine et la rifampicine (ces deux derniers étant souvent prescrits pour traiter la tuberculose) sont des antibiotiques de ce type.

Les antibiotiques de la famille des quinolones inhibent la synthèse d’une enzyme qui permet la condensation, puis la décondensation de la chromatine, processus indispensable à la réplication de l’ADN et à la transcription de l’ARN messager. D’autres substances antibactériennes s’attaquent à l’ARN messager, brouillant ainsi l’information génétique. La traduction de « fausses informations » provoque la synthèse de protéines défectueuses. Le mécanisme entrant en jeu avec les tétracyclines est celui d’une compétition avec les molécules d’ARN de transfert. Les aminosides troublent la lecture du message génétique, ce qui provoque la synthèse d’une protéine non fonctionnelle. Le chloramphénicol empêche les aminoacides de s’assembler pour former une protéine. Enfin, la puromycine stoppe l’allongement de la chaîne protéique.