Complexation de l’amoxicilline par les métaux de transition : Analyse électrochimique et activité antibactérienne

Abstract

Les β-lactamines font partie des classes d'antibiotiques les plus utilisées. L’amoxicilline (AMX) est l’un des composés importants de cette classe. Outre son utilisation en médecine humaine, l'amoxicilline est également utilisée en médecine vétérinaire, il est également utilisé comme stimulateur de croissance pour de nombreux animaux domestiques et de consommation. Cette pratique comporte toutefois de nombreux inconvénients, tels que la stimulation de la résistance microbienne à l'AMX, avec le transfert possible d'agents pathogènes résistants de l'animal et des produits d'origine animale à l'homme, ce qui peut constituer un risque majeur pour la santé publique. L'utilisation d'AMX chez les animaux destinés à l'alimentation peut laisser des résidus dans les denrées alimentaires d'origine animale. Ces résidus peuvent être à l'origine de nombreux problèmes de santé humaine. Par conséquent, les capteurs hautement sensibles et sélectifs permettant une détection rapide et efficace d’AMX constituent une question extrêmement urgente concernant la sécurité intérieure, la protection de l'environnement et les préoccupations humanitaires. Plusieurs techniques électrochimiques ont été explorées pour la détermination quantitative de l'amoxicilline, soit par modification de la surface de l'électrode, soit par des méthodes indirectes basées sur la dérivation ou la complexation de l'AMX avec des ions métalliques. En ce qui concerne la complexation des médicaments avec des ions métalliques, les propriétés redox d'un médicament peuvent donner un aperçu de son devenir métabolique ou de son activité pharmaceutique. Les applications médicinales de ces complexes métalliques vont des anticancéreux aux antibactériens. Ce concept, qui permet d'avoir un effet synergique métal/ligand sur la même entité moléculaire, a été démontré pour son efficacité et représente une nouvelle alternative pour le contrôle de la résistance antimicrobienne. Dans ce contexte, le présent travail de recherche décrit l'étude des nouveaux complexes métallo amoxicilline pour des applications analytiques, biologiques et pharmaceutiques en utilisant des techniques électrochimiques. Le travail de cette thèse a pour objectifs l’étude de nouveaux complexes métal-amoxicilline à base de Cu, Fe et Zn pour des applications électroanalytiques et antibactériennes en utilisant des techniques électrochimiques et spectroscopiques. Dans un premier temps, l’accent a été mis sur la détermination indirecte de l'amoxicilline par l’intermédiaire des ions de cuivre (II). La méthode s’est basée sur la complexation d’antibiotique β-lactam par les ions de cuivre (II). Cette méthode analytique, nouvellement développée, a été appliquée pour la détermination de l’amoxicilline dans le sang humain et dans des produits pharmaceutiques contenant l’amoxicilline. Dans un deuxième temps, le travail a été consacré à l’étude de l’aptitude des métaux de transition, en particulier les ions de cuivre (II), zinc (II) et de fer (III), à inhiber la réaction d’oxydation d’amoxicilline. Les résultats électrochimiques et spectroscopiques ont montré que la surtension minimale (retard) d’oxydation enregistrée est due à la complexation d’amoxicilline par les ions métalliques. Le retard d’oxydation, observé après la complexation de l’amoxicilline, a été évaluée par des tests de l’activité antibactérienne des complexes synthétisés (Métal-AMX) contre la bactérie Escherichia coli. Les résultats ont montré que l’amoxicilline à l’état complexé, présente une activité antibactérienne relativement intéressante que celle de l’amoxicilline à l’état libre. Cette activité dépend de la nature de l’atome central du complexe. Ainsi, l’activité inhibitrice maximale, évaluée par la méthode d’antibiogramme, a été obtenue par le complexe Fer-AMX en comparaison avec les autres complexes (Métal-AMX) étudiés. Ces complexes pourraient être utilisés pour la lutte contre la résistance bactérienne vis-à-vis de l’amoxicilline et l’amélioration de son activité antibactérienne.