Un nouvel antibiotique prometteur découvert grâce à une intelligence artificielle

La précieuse molécule, puissante et originale par son mode d’action, fait entrer la lutte contre l’antibiorésistance dans une nouvelle ère.

Depuis l’invention des antibiotiques au début du XX^e siècle, l’être humain s’est lancé, sans le savoir, dans une véritable course aux armements. Car si ces médicaments fonctionnent très bien, ils finissent à la longue par perdre leur effet, les bactéries développant une résistance aux molécules les plus utilisées. Aujourd’hui, l’issue de ce combat est devenue très incertaine, car les bactéries s’adaptent beaucoup plus vite que nous ne parvenons à développer de nouveaux médicaments. À moins que l’intelligence artificielle ne vole à notre secours… C’est le pari qu’a fait une équipe regroupant des chercheurs du MIT et de Harvard.

Puisque découvrir de nouveaux médicaments nécessite de traiter de grandes quantités de données, ces scientifiques ont formé une intelligence artificielle en lui enseignant les effets biologiques de près de 2 500 molécules (plus précisément, les caractéristiques chimiques qui rendent celles-ci efficaces contre la bactérie Escherichia coli) comprenant 1 700 médicaments existants et 800 produits naturels. Après quoi, ils ont mis à sa disposition un répertoire d’environ 6 000 composés médicamenteux en lui demandant de les passer en revue et d’identifier ceux ayant une forte activité antibactérienne. Or elle en a trouvé un : l’halicine, jusqu’ici testée comme traitement potentiel du diabète.

Guéries en moins de 24 heures

Or, lors d’expériences menées en laboratoire, cette molécule est venue à bout de presque toutes les espèces de bactéries, y compris celles résistant à d’autres antibiotiques comme Clostridium difficile, Acinetobacter baumannii et Mycobacterium tuberculosis. Seule Pseudomonas aeruginosa, qui s’attaque généralement aux voies urinaires et respiratoires, a, lui, survécu.

Chez des souris infectées par une souche d’Acinetobacter baumannii résistante à tous les types d’antibiotiques connus, une pommade à base d’halicine les a totalement guéries en moins de 24 heures.

« Nous voulions développer une plateforme qui nous permettrait d’exploiter la puissance de l’intelligence artificielle pour inaugurer une nouvelle ère de découverte d’antibiotiques », explique James Collins, auteur principal de l’étude. « Notre approche a révélé cette molécule étonnante qui est sans doute l’un des antibiotiques les plus puissants qui aient jamais été découverts. »

Un mode d’action inédit

Cerise sur le gâteau : en étudiant son mode d’action, les chercheurs ont découvert que l’halicine perturbait la capacité des bactéries à maintenir un gradient électrochimique sur leurs membranes externes, affectant la façon dont elles stockent l’énergie. De quoi les tuer rapidement. Un mécanisme d’action inédit pour lequel les bactéries pourraient avoir plus de mal à développer une résistance.

« Lorsque vous avez affaire à une molécule qui s’associe aux composants de la membrane d’une cellule, celle-ci ne peut pas nécessairement acquérir une seule mutation ou quelques mutations pour changer la chimie de sa membrane externe », explique Jonathan Stokes, auteur principal de cette étude complémentaire. « De telles mutations ont tendance à être beaucoup plus complexes à acquérir évolutivement. » Pour preuve, une première expérience a montré qu’Escherichia coli ne développait aucune résistance à l’halicine après 30 jours de traitement. À titre de comparaison, la même bactérie commence à développer une résistance à l’antibiotique ciprofloxacine en seulement 3 jours et est, après 30 jours, environ 200 fois plus résistante à cette molécule.

S’agit-il là d’un coup de chance ? Pas exactement. Car l’intelligence artificielle à l’origine de cette première précieuse trouvaille a justement été programmée pour détecter des molécules antibiotiques utilisant, pour tuer les bactéries, des mécanismes différents des médicaments déjà connus. À présent, les chercheurs vont donc poursuivre leur recherche sur l’halicine dans l’espoir de développer un médicament utilisable chez l’homme. Mais ce n’est pas tout car, forts de leur succès, les chercheurs ont entrepris de faire analyser 100 millions d’autres molécules à leur programme intelligent qui auraient déjà mis la main sur deux autres composés particulièrement prometteurs.

Source : Le Point