Jusqu’à présent, on ne savait pas comment Vibrio cholerae , la bactérie responsable du choléra, avait réussi à pénétrer dans les défenses de l’intestin pour le coloniser et provoquer l’infection, qui dans les cas graves se caractérise par une diarrhée aiguë et une déshydratation, et provoque près de 150 000 décès. annuellement. Mais un groupe de chercheurs de la Fondation Institut Leloir (FIL) a découvert la manière dont une protéine du micro-organisme régule sa production de toxines, lui permettant de passer inaperçu et de ne les exprimer que lorsqu’il se trouve dans une zone plus sûre pour sa survie. Une découverte qui pourrait conduire à des thérapies cherchant à tirer parti de ce mécanisme et ainsi éviter la maladie.
« Lors de toute infection, une bataille se livre entre la bactérie qui tente de nous coloniser et notre organisme, qui lutte pour la combattre. Les mécanismes de défense du corps humain et les stratégies des agents pathogènes pour les vaincre sont nombreux, mais ces dernières années, celui qui implique les espèces soufrées réactives (RSS) est apparu comme particulièrement pertinent : il s’agit de composés soufrés qui, bien qu’essentiels pour tout organisme, sont toxiques à des concentrations élevées », le biologiste Giuliano Antelo , l’un des auteurs de l’article publié dans le Journal of Biological Chemistry (JBC) et doctorant au Laboratoire FIL de Chimie Physique des Maladies Infectieuses, dirigé par le docteur en Sciences Chimiques Daiana Capdevila.
Aux premiers stades de l’infection, lorsque l’agent pathogène vient de pénétrer dans le tube digestif, une réponse inflammatoire est générée ; En particulier, les bactéries présentes dans l’intestin commencent elles-mêmes à libérer un excès de ces composés soufrés. "Cela serait mortel pour le micro-organisme s’il n’y avait pas de moyens de le combattre", a souligné Antelo. Et il a ajouté : « Dans ce travail, nous avons découvert que la protéine HlyU de Vibrio cholerae détecte spécifiquement le RSS et empêche ainsi, pensons-nous, la synthèse de toxines jusqu’à ce que la bactérie quitte la zone à forte présence de ces espèces et se loge dans la paroi, où "Il a plus d’oxygène et de chances de survie".
Le docteur en chimie organique Cristian Pis Diez , postdoctorant et premier auteur de l’article, a donné plus de détails sur le processus biochimique complexe : « La réaction du HlyU contre le RSS sera donnée, entre autres, par le milieu dans lequel il se trouve. . la bactérie : si elle est riche en espèces soufrées, comme c’est le cas dans la lumière de l’intestin grêle, la production de toxine est atténuée, lui permettant de survivre et de progresser dans l’infection. "Une fois que l’agent pathogène atteint la surface de l’intestin, la moindre présence de soufre entraîne une plus grande production de toxine."
Cette capacité à réguler l’activation de la protéine lui confère un avantage adaptatif, car elle évite qu’une toxine ne s’exprime au mauvais moment de la colonisation, alors qu’elle réveillerait les défenses naturelles de l’organisme, a ajouté Pis Diez.
Au cours des cinq dernières années, le groupe du laboratoire de chimie physique des maladies infectieuses du FIL a déterminé que les bactéries disposent de capteurs pour les composés soufrés, les mêmes qui donnent à l’œuf son odeur pourrie. « Aujourd’hui, nous savons que ces composés jouent un rôle très important dans différents processus biologiques. Dans ce nouveau travail, nous démontrons comment ils affectent la capacité de Vibrio cholerae à réguler ses toxines jusqu’à ce qu’elles s’installent de façon permanente dans la partie de l’intestin où elles ne sont pas si menacées », a décrit Capdevila.
Une maladie évitable
Le choléra se contracte en ingérant de l’eau ou des aliments contaminés par la bactérie. Sa période d’incubation est courte (allant de 12 heures à cinq jours) et bien que la plupart des personnes soient asymptomatiques ou présentent des symptômes légers ou modérés, environ 20 % d’entre elles peuvent développer une diarrhée aiguë accompagnée d’une déshydratation sévère et risquer la mort. Bien qu’il puisse être facilement traité avec une solution de réhydratation, le choléra reste une menace mondiale en raison de son impact sur les populations qui n’ont pas accès à des soins de santé adéquats.
Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), depuis la mi-2021, le monde est confronté à « un net rebond de la septième pandémie de choléra, caractérisée par le nombre, l’ampleur et la concurrence de multiples épidémies, la propagation à des zones qui « avaient été indemnes ». du choléra pendant des décennies et présentait des taux de mortalité alarmants.
« Dans l’étude, nous nous sommes concentrés sur Vibrio cholerae car il est à l’origine d’une maladie répandue et souvent mortelle chez l’homme, mais ce n’est pas le seul organisme à utiliser ce mécanisme pour détecter les composés soufrés. En fait, ce travail s’appuie sur des recherches antérieures de notre laboratoire sur d’autres protéines similaires. En particulier, à propos de celui d’une bactérie non pathogène appelée Rhodobacter capsulatus », a déclaré Antelo, auteur d’un autre travail récemment publié dans PNAS Nexus en collaboration de chercheurs japonais et américains. Et il a ajouté : « Je pense que c’est un bon exemple de la raison pour laquelle la science ne devrait pas se limiter à étudier des sujets dont l’importance est évidente. Bien souvent, des systèmes qui ne sont pas très connus ou moins pertinents en termes de santé humaine sont des éléments déclencheurs pour mieux comprendre ceux qui le sont.
À l’heure où les antibiotiques comme méthode traditionnelle de traitement contre les bactéries ne fonctionnent plus, les scientifiques soulignent la nécessité d’explorer des alternatives qui pourraient être développées à court ou moyen terme pour les remplacer ou, dans le meilleur des cas, les compléter.
"Comprendre les mécanismes par lesquels une bactérie envahit différentes parties de notre corps, en l’occurrence l’intestin, nous ouvre une vision plus large de la stratégie à adopter pour y faire face", a déclaré Pis Diez. Et de conclure : « On peut par exemple développer ou repositionner des médicaments qui inhibent les mécanismes de régulation de la production de toxines, qui sont ce qui permet cette colonisation. Cela laisserait les bactéries plus sans défense dans notre corps, ce qui leur permettrait d’être traitées plus efficacement par un antibiotique, voire d’être vaincues par notre système immunitaire.
