Projet ANR-15-CE21-0020 – RUMBA : Caractérisations structurale et fonctionnelle de la Biosynthèse des peptides RumC : une nouvelle famille de bactériocines comme alternative viable aux antibiotiques conventionnels.
Programme : Biotechnologies  et valorisation des bio-ressources : (DS0507) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Monsieur MOHAMED ATTA (Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux)
Montant : 480000.0 euros
Date de début : 2016
Durée : 48 mois
Résumé : Les infections bactériennes représentent une sérieuse menace pour les organismes supérieurs en général et pour le bien-être, la croissance et la santé des animaux d'élevage en particulier. Le bétail infecté constitue un réservoir d'agents pathogènes pouvant affecter l'homme par dissémination dans l’environnement et par la chaîne alimentaire. L'utilisation massive d'antibiotiques dans l'élevage, pas toujours à des fins thérapeutiques, a aggravé la situation et conduit à l'émergence de souches résistantes et multi-résistantes à ces composés. Afin de minimiser ces problèmes, il est urgent de trouver de nouvelles molécules ayant des propriétés antibactériennes contre des agents pathogènes résistants. La découverte et la mise au point d’une stratégie de synthèse conduisant à une nouvelle génération d’agents antibiotiques, représentent un enjeu majeur en santé humaine et animale.
Dans ce contexte, les bactériocines suscitent un intérêt grandissant dans le monde de la recherche et de l’industrie car elles pourraient fournir une alternative à l’utilisation des antibiotiques « classiques » dans le domaine de la santé mais également en tant qu’additifs dans la nutrition animale. Les bactériocines, produites par voie ribosomique, forment une classe bien distincte d’agents antibactériens de nature protéique. Il a été montré que certains peptides naturellement modifiés ont une activité contre des bactéries pathogènes, y compris des souches multi-résistantes, et qu’ils ne semblent pas associés à l'émergence de résistances.
Le projet présenté ici se propose d’utiliser les bactériocines RumC pour lutter contre certains agents pathogènes. En raison de leur activité contre des pathogènes tels que Clostridium perfringens, les bactériocines RumC qui sont produites par Ruminococcus gnavus, un membre dominant du microbiote intestinal humain, présentent donc un intérêt en santé humaine et animale. Nos objectifs sont de comprendre les différentes étapes de la  biosynthèse des peptides RumC, afin d’optimiser leur production, de les caractériser au niveau moléculaire et structural et d’utiliser ces informations pour concevoir de nouvelles molécules antibactériennes dérivées. Les différents aspects de ce projet, qui vont de la production in vivo des peptides RumC à leur activité chez l’animal en passant par l’identification des modifications chimiques et structurales des bactériocines seront abordées par les quatre partenaires du consortium. La première étape concerne l’optimisation de la production in vivo des différents peptides dans le but de faciliter leur purification et leur caractérisation. Cette étape est essentielle car la détermination des modifications chimiques et structurales servira de référence lors de la biosynthèse in vitro des bactériocines RumC. Le point suivant concerne la caractérisation biochimique, fonctionnelle et structurale des deux enzymes Radical-SAM impliquées dans la maturation des peptides. L’activité de ces deux enzymes sera évaluée sur des peptides linéaires non modifiés. L’activité biologique des peptides obtenus in vivo ou in vitro sera alors testée au laboratoire sur des bactéries pathogènes et non-pathogènes. Par ailleurs, l’efficacité et l’innocuité des bactériocines RumC seront évaluées sur un animal gnotobiotique modèle et sur le poulet par le partenaire industriel. La dernière partie du projet concerne des études structure / fonction autour des peptides RumC de manière à optimiser leur activité biologique. En fonction des modifications chimiques et structurales des peptides, une synthèse automatisée sur support solide sera entreprise.