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| 03.09.2018

Une équipe de biologistes californiens a identifié des milliers de combinaisons de quatre ou cinq antibiotiques potentiellement efficaces pour lutter contre la bactérie Escherichia coli (E. coli). Ce travail est publié dans « npj Systems Biology and Applications ».

Selon les auteurs, il est généralement considéré que les bénéfices des combinaisons de plus de deux antibiotiques sont limités, voire annulés par les interactions multiples. Leur étude apporte un nouvel éclairage sur cette théorie.

À partir de huit antibiotiques dirigés contre E. coli, une multitude de combinaisons a été élaborée. Au total, 251 combinaisons de deux antibiotiques, 1 512 de trois antibiotiques, 5 670 de quatre antibiotiques et 13 608 de cinq antibiotiques ont ainsi été étudiées.

Des interactions beaucoup plus nombreuses qu'attendu

Pour étudier les interactions médicamenteuses, les chercheurs ont distingué les « interactions nettes » des « interactions émergentes ». Les interactions nettes correspondent à l'interaction globale comparée aux effets individuels attendus de chaque médicament. Au contraire, les interactions émergentes n'entrent en jeu uniquement lorsque tous les médicaments sont présents. « Lorsque l'addition d'une petite quantité d'un troisième médicament modifie l'interaction entre deux médicaments – par opposition à l'interaction du troisième médicament avec l'un des médicaments déjà présents – il s'agit d'une interaction émergente », illustrent les auteurs.

Un système expérimental a été mis au point afin d'étudier la croissance bactérienne dans un environnement constitué des différentes combinaisons de médicaments ; ces expériences ont été réalisées in vitro (donc sans interaction extérieure). Les chercheurs ont par ailleurs développé un outil mathématique permettant de caractériser les différentes interactions.

Leur analyse a montré que les interactions nettes et émergentes sont d'autant plus nombreuses que le nombre de médicaments dans l'environnement d’E. Coli est élevé. « Cette découverte surprenante suggère non seulement que les interactions de niveau supérieur [combinaison de plus de deux médicaments] ne devraient pas être ignorées, mais qu'elles pourraient même être plus importantes que les interactions par paires pour déterminer la structure et la dynamique des systèmes », estiment les auteurs.

De plus, les interactions émergentes ont tendance à avoir un effet antagoniste, alors que les interactions nettes sont plutôt associées à un effet synergique, témoignant de la complexité des combinaisons multiples.

Un intérêt dans d'autres domaines

Ces différents résultats ont permis aux chercheurs d'identifier plus de 8 000 combinaisons de quatre ou cinq antibiotiques qui se sont révélés beaucoup plus efficaces qu'attendu. Au contraire, certaines combinaisons se sont révélées moins efficaces.

« Un ensemble peut être beaucoup plus ou beaucoup moins que la somme de ses parties », résume Pamela Yeh, une des auteurs de l'étude.

« Les questions générales explorées ici pour les interactions médicamenteuses sont très pertinentes pour d'autres domaines. Il est possible que la prévalence et les tendances des interactions d'ordre supérieur décrites soient généralisables à de nombreux autres systèmes biologiques et complexes », concluent les auteurs.

Source : Lequotidiendumedecin.fr
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