There is a critical need in animal agriculture to develop novel antimicrobials and alternative strategies that will help to reduce the use of antibiotics and address the challenges of antimicrobial resistance. High-throughput gene expression analysis is providing new tools that are enabling the discovery of host-derived antimicrobial peptides. Examples of gene-encoded natural antibiotics that have gained attention include antimicrobial peptides such as human granulysin and its multi-species homolog, namely NK-lysin, which provide a protective response against a broad range of microbes and are a principal component of innate immunity in vertebrates. Both granulysin and NK-lysin are localised in cytolytic granules in natural killer and cytotoxic T lymphocytes. Host-derived NK-lysins that were first described in mammals are also found in avian species, and they have been shown to have antimicrobial activities that could potentially be used to control important poultry pathogens. Morphological alterations observed following chicken NK-lysin binding to Eimeria sporozoites and Escherichia coli membranes indicate damage and disruption of cell membranes, suggesting that NK-lysin kills pathogenic protozoans and bacteria by direct interaction. Genotype analysis revealed that chicken NK-lysin peptides derived from certain alleles were more effective at killing pathogens than those derived from others, which could potentially affect susceptibility to diseases. Although the host-derived antimicrobial peptides described in this paper may not, by themselves, be able to replace the antibiotics currently used in animal production, their use as specific treatments based on their known mechanisms of action is showing promising results.
Il est devenu impératif de développer de nouveaux agents antimicrobiens utilisables en production animale et de mettre au point des stratégies alternatives permettant de réduire l’utilisation des antibiotiques et de faire face aux enjeux de la résistance aux agents antimicrobiens. Les nouveaux outils rendus possibles par l’analyse à haut débit de l’expression génique permettent de découvrir les peptides antimicrobiens synthétisés par l’hôte. Parmi les antibiotiques naturels codés par des gènes qui suscitent actuellement le plus d’intérêt figurent les peptides antimicrobiens tels que la granulysine humaine et son homologue pluriespèces, la NK-lysine, qui déclenchent une réponse protectrice contre un large éventail d’agents microbiens et constituent l’une des principales composantes de l’immunité innée chez les vertébrés. La granulysine et la NK-lysine sont toutes deux localisées dans les granules cytolytiques des lymphocytes cytotoxiques T et des cellules NK (natural killer). Décrites dans un premier temps chez des mammifères, les NK-lysines synthétisées par l’hôte sont également présentes chez les oiseaux et il a été démontré qu’elles présentent des propriétés antimicrobiennes qui pourraient être utilisées pour contrôler d’importants agents pathogènes affectant les volailles. Les modifications morphologiques observées suite à la fixation de la NK-lysine du poulet aux sporozoïtes d’Eimeria et aux membranes d’Escherichia coli sont le signe d’un endommagement et d’une rupture des membranes cellulaires qui semblent indiquer que la NK-lysine tue les protozoaires et bactéries pathogènes par interaction directe. L’analyse génotypique a révélé que les peptides des NK-lysines de poulet encodés par certains allèles sont plus efficaces pour tuer les agents pathogènes que ceux encodés par d’autres allèles, ce qui pourrait avoir une influence sur la sensibilité aux maladies. Bien que les peptides antimicrobiens synthétisés par l’hôte décrits dans cet article ne puissent remplacer à eux seuls les antibiotiques utilisés actuellement en production animale, leur utilisation en tant que traitements spécifiques basés sur leurs propres mécanismes d’action connus, donne déjà des résultats prometteurs.
En el ámbito de la producción animal es ahora imperativo no solo dar con nuevos antimicrobianos, sino también concebir estrategias alternativas que ayuden a reducir el uso de antibióticos y a afrontar los problemas derivados de la resistencia a los antimicrobianos. El análisis de alto rendimiento de la expresión génica proporciona nuevas herramientas que están propiciando el descubrimiento de péptidos antimicrobianos sintetizados por los organismos anfitriones. Entre los ejemplos de antibióticos naturales codificados por genes que vienen suscitando interés están péptidos antimicrobianos como la granulisina humana y su homólogo multiespecífico, la NK-lisina, que inducen una respuesta protectora contra muy diversos microbios y son un componente básico de la inmunidad innata de los vertebrados. Tanto la granulisina como la NK-lisina están localizadas en el interior de los gránulos citolíticos de las células NK (natural killer) y los linfocitos T citotóxicos. Las NK-lisinas sintetizadas por el anfitrión, descritas en un principio en mamíferos, también se encuentran en especies aviares, y se ha demostrado que presentan propiedades antimicrobianas que podrían ser útiles para luchar contra importantes patógenos de las aves de corral. Las alteraciones morfológicas observadas después de que la NK-lisina de pollo se uniera a esporozoítos de Eimeria y a membranas de Escherichia coli son indicativas de deterioro y desorganización de la membrana celular, de donde se infiere que la NK-lisina mata a los patógenos protozoarios y bacterianos por interacción directa. El análisis genotípico en pollos reveló que ciertos alelos codificaban NK-lisinas que mataban a los patógenos con más eficacia que los péptidos codificados por otros alelos, lo que podría tener influencia en la sensibilidad a las enfermedades. Aunque tal vez los péptidos antimicrobianos sintetizados por el anfitrión que los autores describen en estas líneas no puedan, por sí solos, sustituir a los antibióticos actualmente utilizados en producción animal, su utilización en tratamientos específicos basados en sus mecanismos de acción conocidos está deparando resultados prometedores.
Keywords: Antibioresistance; Antimicrobien; Genomique; Identification; Oiseau.