Pénicilline

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Représentation de la molécule de Pénicilline

Les pénicillines sont des antibiotiques bêta-lactamines. Elles sont utilisées dans le traitement d'infections bactériennes, principalement contre des germes gram-positifs. Elles furent officiellement découvertes, et en tout cas promues, par Sir Alexander Fleming le 3 septembre 1929 (pénicilline G). Elles n'ont été introduites pour des thérapies qu'à partir de 1941, treize ans plus tard. La chimie allemande avait préféré pour sa part s'orienter dans la voie des sulfamidés.

Sommaire

1 Formule chimique
2 Historique
3 Mode d'action
4 Variantes
5 Résistance
6 Développements au départ des pénicillines
7 Biosynthèse
8 Voir aussi

[modifier] Formule chimique

Les pénicillines ont pour formule chimique :

R-C₁₆H₁₈N₂O₄S

où R est une chaîne variable.

[modifier] Historique

L'effet antibactérien d'un champignon comme Penicillium avait été observé dès les années 1870. Les propriétés mutuellement antagonistes des colonies bactériennes et fongiques avaient été observées, par exemple aux limites de deux colonies différentes (chacune de deux semblant arrêter la progression de l'autre). Néanmoins, l'idée d'utiliser cet effet à des fins thérapeutiques ne fut proposée, pour la première fois, que dans la thèse de doctorat en médecine d'Ernest Duchesne en 1897 : « Contribution à l'étude de la concurrence vitale chez les microorganismes, antagonisme entre les moisissures et les microbes » présentée à Lyon. Mais pour des raisons mal connues, son travail ne déboucha pas sur une industrialisation et fut oublié. Duchesne mourut en 1912.

Fleming approfondit le phénomène, en 1929, en observant la lyse de colonies bactériennes de Staphylococcus par Penicillium notatum. Il étudia l'effet d'une substance soluble du bouillon de culture de Penicillium sur différentes souches bactériennes. La pénicilline ne fut toutefois exploité en thérapeutique que vers 1940 et servait jusque là qu'à nettoyer les boîtes de Pétri de leurs bactéries. (voir aussi la découverte de la Pénicilline).

En 1996, les pénicillines étaient encore un traitement efficace contre le pneumocoque ; en 2001, la communauté scientifique constata que celui-ci présentait une résistance importante envers ces antibiotiques. Il s'agit là de l'effet darwinien classique : si 1% d'une souche résiste au blocage de sa reproduction par un antibiotique, c'est elle seule qui se reproduira, et à terme cette souche passera de 1% à 99% de la population. Cependant, on en est pas encore là, et présentement 85% des pneumocoques sont encore sensibles à la pénicilline...

[modifier] Mode d'action

article principal : Antibiotique bêta-lactame

Les pénicillines et les autres Antibiotique β-lactames agissent par inhibition de la formation des liens inter-peptidoglycanes dans la paroi cellulaire bactérienne. La moitié bêta-lactame des pénicillines se lie à l'enzyme qui devrait se lier aux molécules de peptidoglycane des bactéries et empêche ainsi la multiplication des bactéries.

Les pénicillines ne tuent pas les agents pathogènes sur lesquelles elles agissent : elles bloquent simplement leur mécanisme de reproduction, ce qui leur permet de ne pas submerger par leur nombre les défenses naturelles de l'organisme.

[modifier] Variantes

[modifier] La pénicilline benzathine

Au Canada, la pénicilline benzathine sert exclusivement contre le Treponema pallidum, la bactérie de la syphilis. Cette forme de pénicilline à libération lente se donne en une seule injection intramusculaire ; la dose diffuse ensuite lentement dans l'organisme pendant une longue période, à la fin de laquelle une syphilis primaire sera normalement guérie.

[modifier] La benzylpénicilline (pénicilline G)

Penicillin G (Benzylpenicillin)

La pénicilline G est la forme intraveineuse de la pénicilline. On l'utilise pour des infections plus sévères où on ne peut s'en remettre à la pénicilline sous forme orale. Elle a exactement le même spectre d'action que la pénicilline V, son parfait équivalent sous forme orale.

[modifier] La phénoxyméthylpenicilline (pénicilline V)

La pénicilline V est la forme orale de la pénicilline. Sa seule différence par rapport à la pénicilline G est la voie d'administration.

[modifier] Les pénicillines résistantes aux pénicillinases

Plusieurs bactéries résistantes aux pénicillines conventionnelles détiennent cette résistance grâce à une famille d'enzymes, les pénicillinases, qui les protègent en détruisant les molécules de pénicilline. C'est le cas notamment du Staphylocoque doré. Pour surmonter cet obstacle, des pénicillines spéciales ont été mises au point, qui résistent à ces enzymes défensives.

Ces pénicillines sont la méthicilline, l'oxacilline et la cloxacilline ; elles ont toutes le même spectre d'action, soit celui des pénicillines conventionnelles plus les bactéries protégées par des pénicillinases, comme Staphylococcus aureus. La méthicilline, prototype de la famille, ne sert plus guère qu'à effectuer des tests de sensibilité. L'oxacilline est utilisée cliniquement aux États-Unis. Au Canada, on emploie la cloxacilline, qui existe sous forme intraveineuse et orale.

La cloxacilline intraveineuse a malheureusement le défaut d'être très irritante pour les veines, entraînant souvent des phlébites au site d'injection; de plus, sa demi-vie courte oblige à l'administrer chaque 4 heures. On lui préfère donc souvent une céphalosporine, plus facile d'emploi.

[modifier] Résistance

essentiellement béta-lactamases dont pénicillinases. chez les gram -, ces béta-lactamases sont périplasmiques (entre les deux membranes). chez les gram +, elles se situent au niveau de la membrane plasmique externe.

[modifier] Développements au départ des pénicillines

Le spectre étroit des pénicillines, et la faible activité de la phénoxyméthylpénicilline active per os, a conduit à la recherche de dérivés des pénicillines capables de traiter un plus grand éventail d'infections.

Le premier progrès intéressant fut l'ampicilline. Plus tard, on en vint à l'amoxicilline, à effet prolongé.

Plus tard vint la flucloxacilline