quorum sensing
Cibler la détection du quorum
Allium sativum extrait de toluène 146
Capsicum spp. Extrait de toluène 146
Coffea arabica Extrait de toluène 146
Daucus carota Extrait de toluène 146
Nymphaea odorata Extrait de toluène 146
Extrait de plante Platanus occidentalis 155
Propolis extrait de toluène 146
Vigna radiata Extrait de toluène 146
Extrait de toluène de poivron jaune 146
Cette communication cellule à cellule est appelée détection de quorum (QS) et implique la
activation directe ou indirecte d'un régulateur de réponse par des molécules de signal. Le principal
Les molécules signal de QS sont les N- acyl homosérine lactones (AHL) dans les bactéries Gram-négatives.
peptides modifiés post-traductionnels chez les bactéries à Gram positif. Le QS
système est utilisé par une grande variété de bactéries, y compris des agents pathogènes humains tels que
Pseudomonas aeruginosa , Staphylococcus aureus et autres bactéries invasives. Le de-
développement de nouveaux composés antimicrobiens est nécessaire pour traiter la
nombre d'infections où la résistance aux antibiotiques constitue une menace sérieuse, en particulier
situation dans laquelle des biofilms sont impliqués. La recherche au cours des deux dernières décennies a
révélé que les bactéries présentes dans les biofilms présentent une plus grande tolérance au traitement antimicrobien.
accords [116]. Contrôle bactérien par l’inhibition de la communication des cellules bactériennes
systèmes de contrôle qui interviennent dans la régulation de la production de facteurs de virulence,
colonisation de l’hôte et la formation de biofilms au lieu d’inhiber la croissance pourraient servir
comme alternative aux moyens conventionnels de lutte contre les infections bactériennes [117 - 119].
Ainsi, les molécules qui interfèrent avec le QS promettent de nouvelles stratégies ou pro-
mesures phylactiques dans les maladies infectieuses.
Chez les bactéries à Gram négatif, la communication cellule à cellule est réalisée par les AHL,
qui sont produits par la famille Lux1. Les molécules de signal diffèrent en ce qui concerne
la longueur de leurs chaînes latérales (C 4 - C 16 ) et avec divers degrés de substitution
et saturation [120]. Les AHL à chaîne courte sont librement diffusables sur les cellules
alors que les AHL à longue chaîne sont le substrat des pompes d’efflux, telles que les
AB-oprM [121]. Les AHL sont détectées par des protéines appartenant à la famille Lux de
régulateurs de réponse. Les homologues de LuxR contiennent deux domaines, un domaine de liaison à AHL
et un domaine de liaison à l'ADN. Lorsque AHL est lié, il modifie la configuration du
Homologue LuxR, lui permettant d’interagir avec l’ADN et d’agir comme une activité transcriptionnelle.
tor [122]. Certains homologues de LuxR agissent comme des répresseurs, bloquant la transcription dans la
présence de AHL et déprime des gènes cibles lorsque suffisamment d’AHL sont présents
[123]. Les deux composants clés du système QS, les homologues Lux1 et LuxR, sont
dix gènes liés, alors que les gènes cibles QS sont localisés ailleurs sur le globe.
Nome. Il a été rapporté que les gènes cibles QS ne sont pas simplement activés à certains
seuils mais s’activent comme un continuum à différentes concentrations
trations de AHL dans la cellule [124, 125]. Cette stratégie serait basée sur de petits projets de
cules dont la composition chimique varie, ce qui leur permettrait de bloquer
le site récepteur AHL des homologues LuxR ou bien bloquer la formation de
les dimères actifs nécessaires à la liaison et à l'expression des gènes cibles.
Un certain nombre d’études ont identifié plusieurs molécules qui fonctionnent comme inhibiteurs de QS.
iteurs (QSI) [119, 126 - 128]. Beaucoup d’efforts ont été consacrés à la synthèse d’analyses AHL.
les journaux, qui antagonisent les molécules de signal apparentées. Faire varier la longueur de l'acyle
la chaîne latérale a été jugée importante; par exemple AHL avec des chaînes latérales étendues
a généralement provoqué l'inhibition des homologues du LuxR [129 - 132]. Autres modifications
altération de la chaîne acyle par l’introduction d’alkyles ramifiés, de cy-
des substituants cloalkyle ou aryle / phényle en position C-4, produisant les deux inducteurs
(analogues avec substitutions non aromatiques) et antagonistes (analogues avec phényle
substitutions) [127]. Modification du noyau lactone des AHL en ajoutant des substituants
C-3 ou C-4 n’a pas donné lieu à une forte activité QSI [128]. Cependant, les échanges
9.2 Approches du dépistage ciblé contre les bactéries MDR 187
homosérine avec un cycle à cinq ou six chaînons alcool ou cétone.
a créé un certain nombre d'activateurs et d'inhibiteurs, dont certains ont bloqué Ps. Aeruginosa
QS in vitro [126, 133]. Leur spécificité cible pour la régulation QS n’a pas été vérifiée par
transcriptomique.
Dans la nature, les eucaryotes vivent étroitement associés à des procaryotes virulents. Cela a
mammifères forcés à développer différents systèmes de défense. Les plantes et les champignons, cependant,
ne possèdent pas de système immunitaire actif, ils doivent plutôt compter sur des facteurs physiques et
défenses chimiques. Un exemple bien étudié en est la production de composés halogénés
composés de furanone de l'algue australienne Delisea pulchra [134]. Cette espèce pro-
furanes dans les vésicules centrales des cellules des glandes, à partir desquelles elles sont libérées
à la surface de la plante [135]. Là, ils empêchent une croissance importante de la surface
bactéries et organismes à encrassement supérieur [136, 137]. Les furanones halogénées ont
il a été démontré qu’il inhibait plusieurs phénotypes contrôlés par le QS, y compris l’essaimage
tility de liquefaciens Serratia , la production de toxines par Vibrio harveyi et biolumines-
cence de Vibrio fischeri [134, 138 - 140]. Dans un contexte plus clinique, un dérivé synthétique
des furanones (C 30 ) s’est avéré réguler négativement l’expression de plus de
80% des gènes QS régulés trouvés dans Ps. aeruginosa , beaucoup d'entre eux encodant
facteurs de virulence connus.
Cet effet ne se limite pas aux bactéries planctoniques. Cela s’applique également aux biofilms résidants.
ing Ps. aeruginosa . Des biofilms développés en présence de composés de furanone
venir plus susceptibles au traitement avec des antibiotiques et des désinfectants [124, 141].
Ceci est très intéressant étant donné que Ps. aeruginosa est un agent pathogène opportuniste
dix retrouvés chez des personnes dont le système immunitaire est compromis, telles que la fibrose kystique
patients, où il est responsable d'infections persistantes et chroniques probablement
par formation de biofilm dans l'hôte [142 - 144]. Atténuer cette bactérie avec
le respect de la virulence et de la persistance est sans aucun doute souhaitable [141]. Dans les années récentes
plusieurs travailleurs ont apporté la preuve de l'efficacité de QSI et de son potentiel thérapeutique
valeur contre l'une ou l'autre bactérie pathogène. Ces QSI proviennent soit des AHL, soit des
produits naturels provenant de plantes ou de micro-organismes [145 - 147].
Persson et ses collaborateurs [147] ont signalé la conception et la synthèse rationnelles de nouvelles
QSI dérivés des AHL de l'ail. La conception et le dépistage biologique étaient basés
sur l'inhibition ciblée de la QS comprenant les inhibiteurs compétitifs de la transcrip-
réglementation internationale LuxR et LasR. La conception était basée sur des interactions critiques
au sein des sites de liaison et des motifs structurels dans le composant moléculaire isolé
de l'ail et QSI trouvés, mais pas d'antibiotiques. Un puissant QSI N - (heptylsulfanylac-
etyl) -1-homosérine lactone a été identifiée.
Bjarnsholt et ses collaborateurs [148] ont fourni la preuve que Ps. contrôles aeruginosa
l'expression de nombreux facteurs de virulence au moyen du QS. Le biofilm bactérien
ria dans lequel le QS est bloqué soit par mutation, soit par administration de médicaments QSI
sont sensibles au traitement à la tobramycine et à l'H 2 O 2 et sont facilement phagocytés
neutrophiles polymorphes, contrairement aux bactéries dotées d’un système QS fonctionnel.
Ils ont en outre suggéré qu’une combinaison de l’action des neutrophiles polymorphes
avec leurs antibiotiques conventionnels élimineraient la bio-infection.
bactéries filmogènes avant l'établissement d'une infection chronique. De même Jones et
Al. [149] ont démontré une inhibition du gène de croissance et de virulence de Bacillus anthracis
188 9 Criblage ciblé d'extraits de plantes et de composés phytotoxiques bioactifs contre des groupes problématiques
expression par l'inhibiteur de QS (5 Z ) -4-bromo-5- (bromométhylène) -3-butyl-2 (5H) -
furanone, obtenue à partir d'algue marine ( Delisea pulchra ).
Rasmussen et ses collaborateurs [146] ont examiné 100 extraits de 50 espèces de Penicillium
et a trouvé que 33 contenaient des composés QSI. Dans deux cas, patuline et pénis
L'acide de cilline a été identifié comme étant un composé QSI biologiquement actif. Leur effet
sur l'expression des gènes contrôlée par le QS dans Ps. aeruginosa a été vérifié par micro-ADN.
transcriptomique des rayons. Dans un modèle d'infection pulmonaire de souris, Ps. aeruginosa était
plus rapidement éliminé des souris traitées à la patuline par rapport à
le groupe placebo.
Le criblage de plusieurs extraits de plantes et composés pour QSI en utilisant un nouveau
Le système netic, le sélecteur QSI, a été rapporté [146]. Des 23 extraits de plantes
regardé, huit (germes de soja, camomille, carotte, ail, habanera, propilis, eau)
lis et poivron jaune) ont montré une activité QSI. Les deux plus actifs étaient l'extrait d'ail
et 4-nitro-pyridine- N- oxyde (4-NPO). Analyse de transcriptose basée sur GeneCip
que l'extrait d'ail et le 4-NPO ont la spécificité de la virulence contrôlée par le QS
gènes dans Ps. aeruginosa . Ces deux QSI ont également réduit de manière significative la tolérance au biofilm
traitement à la tobramycine et à la virulence dans un modèle de Caenorhabditis degans .
Cibler la détection du quorum
Allium sativum extrait de toluène 146
Capsicum spp. Extrait de toluène 146
Coffea arabica Extrait de toluène 146
Daucus carota Extrait de toluène 146
Nymphaea odorata Extrait de toluène 146
Extrait de plante Platanus occidentalis 155
Propolis extrait de toluène 146
Vigna radiata Extrait de toluène 146
Extrait de toluène de poivron jaune 146
Cette communication cellule à cellule est appelée détection de quorum (QS) et implique la
activation directe ou indirecte d'un régulateur de réponse par des molécules de signal. Le principal
Les molécules signal de QS sont les N- acyl homosérine lactones (AHL) dans les bactéries Gram-négatives.
peptides modifiés post-traductionnels chez les bactéries à Gram positif. Le QS
système est utilisé par une grande variété de bactéries, y compris des agents pathogènes humains tels que
Pseudomonas aeruginosa , Staphylococcus aureus et autres bactéries invasives. Le de-
développement de nouveaux composés antimicrobiens est nécessaire pour traiter la
nombre d'infections où la résistance aux antibiotiques constitue une menace sérieuse, en particulier
situation dans laquelle des biofilms sont impliqués. La recherche au cours des deux dernières décennies a
révélé que les bactéries présentes dans les biofilms présentent une plus grande tolérance au traitement antimicrobien.
accords [116]. Contrôle bactérien par l’inhibition de la communication des cellules bactériennes
systèmes de contrôle qui interviennent dans la régulation de la production de facteurs de virulence,
colonisation de l’hôte et la formation de biofilms au lieu d’inhiber la croissance pourraient servir
comme alternative aux moyens conventionnels de lutte contre les infections bactériennes [117 - 119].
Ainsi, les molécules qui interfèrent avec le QS promettent de nouvelles stratégies ou pro-
mesures phylactiques dans les maladies infectieuses.
Chez les bactéries à Gram négatif, la communication cellule à cellule est réalisée par les AHL,
qui sont produits par la famille Lux1. Les molécules de signal diffèrent en ce qui concerne
la longueur de leurs chaînes latérales (C 4 - C 16 ) et avec divers degrés de substitution
et saturation [120]. Les AHL à chaîne courte sont librement diffusables sur les cellules
alors que les AHL à longue chaîne sont le substrat des pompes d’efflux, telles que les
AB-oprM [121]. Les AHL sont détectées par des protéines appartenant à la famille Lux de
régulateurs de réponse. Les homologues de LuxR contiennent deux domaines, un domaine de liaison à AHL
et un domaine de liaison à l'ADN. Lorsque AHL est lié, il modifie la configuration du
Homologue LuxR, lui permettant d’interagir avec l’ADN et d’agir comme une activité transcriptionnelle.
tor [122]. Certains homologues de LuxR agissent comme des répresseurs, bloquant la transcription dans la
présence de AHL et déprime des gènes cibles lorsque suffisamment d’AHL sont présents
[123]. Les deux composants clés du système QS, les homologues Lux1 et LuxR, sont
dix gènes liés, alors que les gènes cibles QS sont localisés ailleurs sur le globe.
Nome. Il a été rapporté que les gènes cibles QS ne sont pas simplement activés à certains
seuils mais s’activent comme un continuum à différentes concentrations
trations de AHL dans la cellule [124, 125]. Cette stratégie serait basée sur de petits projets de
cules dont la composition chimique varie, ce qui leur permettrait de bloquer
le site récepteur AHL des homologues LuxR ou bien bloquer la formation de
les dimères actifs nécessaires à la liaison et à l'expression des gènes cibles.
Un certain nombre d’études ont identifié plusieurs molécules qui fonctionnent comme inhibiteurs de QS.
iteurs (QSI) [119, 126 - 128]. Beaucoup d’efforts ont été consacrés à la synthèse d’analyses AHL.
les journaux, qui antagonisent les molécules de signal apparentées. Faire varier la longueur de l'acyle
la chaîne latérale a été jugée importante; par exemple AHL avec des chaînes latérales étendues
a généralement provoqué l'inhibition des homologues du LuxR [129 - 132]. Autres modifications
altération de la chaîne acyle par l’introduction d’alkyles ramifiés, de cy-
des substituants cloalkyle ou aryle / phényle en position C-4, produisant les deux inducteurs
(analogues avec substitutions non aromatiques) et antagonistes (analogues avec phényle
substitutions) [127]. Modification du noyau lactone des AHL en ajoutant des substituants
C-3 ou C-4 n’a pas donné lieu à une forte activité QSI [128]. Cependant, les échanges
9.2 Approches du dépistage ciblé contre les bactéries MDR 187
homosérine avec un cycle à cinq ou six chaînons alcool ou cétone.
a créé un certain nombre d'activateurs et d'inhibiteurs, dont certains ont bloqué Ps. Aeruginosa
QS in vitro [126, 133]. Leur spécificité cible pour la régulation QS n’a pas été vérifiée par
transcriptomique.
Dans la nature, les eucaryotes vivent étroitement associés à des procaryotes virulents. Cela a
mammifères forcés à développer différents systèmes de défense. Les plantes et les champignons, cependant,
ne possèdent pas de système immunitaire actif, ils doivent plutôt compter sur des facteurs physiques et
défenses chimiques. Un exemple bien étudié en est la production de composés halogénés
composés de furanone de l'algue australienne Delisea pulchra [134]. Cette espèce pro-
furanes dans les vésicules centrales des cellules des glandes, à partir desquelles elles sont libérées
à la surface de la plante [135]. Là, ils empêchent une croissance importante de la surface
bactéries et organismes à encrassement supérieur [136, 137]. Les furanones halogénées ont
il a été démontré qu’il inhibait plusieurs phénotypes contrôlés par le QS, y compris l’essaimage
tility de liquefaciens Serratia , la production de toxines par Vibrio harveyi et biolumines-
cence de Vibrio fischeri [134, 138 - 140]. Dans un contexte plus clinique, un dérivé synthétique
des furanones (C 30 ) s’est avéré réguler négativement l’expression de plus de
80% des gènes QS régulés trouvés dans Ps. aeruginosa , beaucoup d'entre eux encodant
facteurs de virulence connus.
Cet effet ne se limite pas aux bactéries planctoniques. Cela s’applique également aux biofilms résidants.
ing Ps. aeruginosa . Des biofilms développés en présence de composés de furanone
venir plus susceptibles au traitement avec des antibiotiques et des désinfectants [124, 141].
Ceci est très intéressant étant donné que Ps. aeruginosa est un agent pathogène opportuniste
dix retrouvés chez des personnes dont le système immunitaire est compromis, telles que la fibrose kystique
patients, où il est responsable d'infections persistantes et chroniques probablement
par formation de biofilm dans l'hôte [142 - 144]. Atténuer cette bactérie avec
le respect de la virulence et de la persistance est sans aucun doute souhaitable [141]. Dans les années récentes
plusieurs travailleurs ont apporté la preuve de l'efficacité de QSI et de son potentiel thérapeutique
valeur contre l'une ou l'autre bactérie pathogène. Ces QSI proviennent soit des AHL, soit des
produits naturels provenant de plantes ou de micro-organismes [145 - 147].
Persson et ses collaborateurs [147] ont signalé la conception et la synthèse rationnelles de nouvelles
QSI dérivés des AHL de l'ail. La conception et le dépistage biologique étaient basés
sur l'inhibition ciblée de la QS comprenant les inhibiteurs compétitifs de la transcrip-
réglementation internationale LuxR et LasR. La conception était basée sur des interactions critiques
au sein des sites de liaison et des motifs structurels dans le composant moléculaire isolé
de l'ail et QSI trouvés, mais pas d'antibiotiques. Un puissant QSI N - (heptylsulfanylac-
etyl) -1-homosérine lactone a été identifiée.
Bjarnsholt et ses collaborateurs [148] ont fourni la preuve que Ps. contrôles aeruginosa
l'expression de nombreux facteurs de virulence au moyen du QS. Le biofilm bactérien
ria dans lequel le QS est bloqué soit par mutation, soit par administration de médicaments QSI
sont sensibles au traitement à la tobramycine et à l'H 2 O 2 et sont facilement phagocytés
neutrophiles polymorphes, contrairement aux bactéries dotées d’un système QS fonctionnel.
Ils ont en outre suggéré qu’une combinaison de l’action des neutrophiles polymorphes
avec leurs antibiotiques conventionnels élimineraient la bio-infection.
bactéries filmogènes avant l'établissement d'une infection chronique. De même Jones et
Al. [149] ont démontré une inhibition du gène de croissance et de virulence de Bacillus anthracis
188 9 Criblage ciblé d'extraits de plantes et de composés phytotoxiques bioactifs contre des groupes problématiques
expression par l'inhibiteur de QS (5 Z ) -4-bromo-5- (bromométhylène) -3-butyl-2 (5H) -
furanone, obtenue à partir d'algue marine ( Delisea pulchra ).
Rasmussen et ses collaborateurs [146] ont examiné 100 extraits de 50 espèces de Penicillium
et a trouvé que 33 contenaient des composés QSI. Dans deux cas, patuline et pénis
L'acide de cilline a été identifié comme étant un composé QSI biologiquement actif. Leur effet
sur l'expression des gènes contrôlée par le QS dans Ps. aeruginosa a été vérifié par micro-ADN.
transcriptomique des rayons. Dans un modèle d'infection pulmonaire de souris, Ps. aeruginosa était
plus rapidement éliminé des souris traitées à la patuline par rapport à
le groupe placebo.
Le criblage de plusieurs extraits de plantes et composés pour QSI en utilisant un nouveau
Le système netic, le sélecteur QSI, a été rapporté [146]. Des 23 extraits de plantes
regardé, huit (germes de soja, camomille, carotte, ail, habanera, propilis, eau)
lis et poivron jaune) ont montré une activité QSI. Les deux plus actifs étaient l'extrait d'ail
et 4-nitro-pyridine- N- oxyde (4-NPO). Analyse de transcriptose basée sur GeneCip
que l'extrait d'ail et le 4-NPO ont la spécificité de la virulence contrôlée par le QS
gènes dans Ps. aeruginosa . Ces deux QSI ont également réduit de manière significative la tolérance au biofilm
traitement à la tobramycine et à la virulence dans un modèle de Caenorhabditis degans .
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