M. tuberculosis produit trois principaux types d’acides mycoliques : alpha-, méthoxy-, et céto-. Les acides alpha-mycoliques constituent au moins 70% des acides mycoliques de l’organisme et contiennent plusieurs cycles cyclopropane. Les acides méthoxy-mycoliques, qui contiennent plusieurs groupes méthoxy, constituent entre 10 et 15 % des acides mycoliques de l’organisme. Les 10 à 15 % restants sont des acides céto-mycoliques, qui contiennent plusieurs groupes cétones.
Les acides mycoliques confèrent à M. tuberculosis des propriétés uniques qui défient tout traitement médical. Ils rendent l’organisme plus résistant aux dommages chimiques et à la déshydratation, et limitent l’efficacité des antibiotiques hydrophiles et des biocides. Les acides mycoliques permettent également à la bactérie de se développer à l’intérieur des macrophages, la dissimulant ainsi efficacement au système immunitaire de l’hôte. La biosynthèse des mycolates est cruciale pour la survie et la pathogenèse de M. tuberculosis. La voie et les enzymes ont été élucidées et rapportées en détail. Cinq étapes distinctes sont impliquées. Celles-ci ont été résumées comme suit :
- Synthèse des acides gras saturés à chaîne droite en C26 par l’enzyme acide gras synthase-I (FAS-I) pour fournir la branche α-alkyle des acides mycoliques;
- Synthèse des acides gras en C56 par FAS-II fournissant le squelette méromycolate;
- Introduction de groupes fonctionnels à la chaîne méromycolate par de nombreuses cyclopropane synthases ;
- Réaction de condensation catalysée par la polykétide synthase Pks13 entre la branche α et la chaîne méromycolate avant une réduction finale par l’enzyme corynebacterineae mycolate réductase A (CmrA) pour générer l’acide mycolique ; et
- Transfert des acides mycoliques vers l’arabinogalactane et d’autres accepteurs tels que le tréhalose via le complexe antigène 85
Les voies de la synthase des acides gras-I et de la synthase des acides gras-II produisant les acides mycoliques sont liées par l’enzyme beta-ketoacyl-(acyl-carrier-protein) synthase III, souvent désignée comme mtFabH. De nouveaux inhibiteurs de cette enzyme pourraient potentiellement être utilisés comme agents thérapeutiques.
Les acides mycoliques montrent des propriétés intéressantes de contrôle de l’inflammation. Une réponse tolérogène claire a été favorisée par les acides mycoliques naturels dans l’asthme expérimental. Les extraits naturels sont cependant chimiquement hétérogènes et inflammatoires. Par synthèse organique, les différents homologues du mélange naturel ont pu être obtenus sous forme pure et testés pour leur activité biologique. Une sous-classe s’est révélée être un très bon suppresseur de l’asthme, grâce à un mode d’action totalement nouveau. Ces composés font maintenant l’objet d’une étude plus approfondie. Une deuxième sous-classe a déclenché une réponse immunitaire cellulaire (Th1 et Th17), des études sont donc en cours pour utiliser cette sous-classe comme adjuvant pour la vaccination.
La structure exacte des acides mycoliques semble être étroitement liée à la virulence de l’organisme, car la modification des groupes fonctionnels de la molécule peut conduire à une atténuation de la croissance in vivo. De plus, les individus présentant des mutations dans les gènes responsables de la synthèse des acides mycoliques présentent une altération du cordon.