Les spores fongiques détournent les cellules pulmonaires
Découverte d'une nouvelle cible contre Aspergillus fumigatus
Le champignon pathogène Aspergillus fumigatus échappe à l'élimination des cellules de surface du poumon humain en se liant à une protéine humaine. Ce faisant, il est capable de se nicher dans ce que l'on appelle les phagosomes, des zones confinées dans les cellules pulmonaires, et empêche ainsi le déclenchement des processus cellulaires qui permettraient de tuer le champignon. Les chercheurs de l'Institut Leibniz pour la recherche sur les produits naturels et la biologie des infections (Leibniz-HKI) ont ainsi découvert une nouvelle cible potentielle contre l'infection fongique.
L'image au microscope à fluorescence montre des cellules épithéliales (grandes structures irrégulières) et des spores fongiques (petites structures sphériques). Si les spores fongiques sont entourées de p11, elles apparaissent en vert. La couleur de fluorescence violette marque les phagosomes matures.
Leijie Jia/Leibniz-HKI
Aspergillus fumigatus est une moisissure répandue dans le monde entier. Pour les personnes dont le système immunitaire est affaibli, elle peut constituer une menace sérieuse : selon les estimations, plus de 300 000 personnes dans le monde contractent chaque année une aspergillose invasive, une infection par une moisissure du genre Aspergillus. On estime que 40 à 90 % des patients en meurent.
Les chercheurs du Leibniz-HKI ont découvert que les spores fongiques peuvent inhiber la réponse protectrice des cellules de surface des poumons. "Les cellules épithéliales de nos poumons constituent une barrière importante contre les spores fongiques et d'autres agents pathogènes potentiels présents dans l'air", explique Axel Brakhage, directeur du Leibniz-HKI et professeur à l'université Friedrich Schiller d'Iéna. Elles retiennent une grande partie des spores que nous respirons chaque jour.
Contrairement aux cellules immunitaires, les cellules épithéliales pulmonaires ne sont pas spécialisées dans l'élimination des agents pathogènes, mais elles en sont néanmoins capables : les cellules enferment les corps étrangers pour former un compartiment membranaire appelé phagosome. Ensuite, une multitude de processus cellulaires sont mis en œuvre, au cours desquels le phagosome mûrit et les intrus sont dissous par des substances hautement réactives.
Les chercheurs ont découvert que les spores fongiques peuvent rediriger ce mécanisme lorsqu'ils ont examiné de près leurs structures de surface. "Nous voulions savoir quelles protéines de surface fongiques pouvaient se lier aux cellules humaines et être ainsi impliquées dans l'infection", explique Leijie Jia, auteur principal de l'étude.
Ils ont découvert que la protéine humaine p11 semble être liée à une protéine fongique. Lorsque nous désactivons la protéine fongique qui se lie à p11, nous trouvons les spores fongiques dans les phagosomes "matures", ce qui signifie qu'elles sont tuées. Si nous désactivons la protéine humaine p11, il en va de même", explique Jia. En revanche, si la protéine fongique et la p11 sont intactes, les phagosomes restent "immatures". Les cellules épithéliales du poumon contiennent alors les spores fongiques mais ne les détruisent pas. Jia et ses collègues du Leibniz-HKI ont également pu observer ce phénomène au microscope : les spores ont germé dans les phagosomes immatures et ont formé des hyphes fongiques. Une partie des spores a également été libérée de la cellule ou transférée dans une cellule voisine afin que le champignon puisse se propager.
Les chercheurs ont également pu répéter les expériences avec des cellules immunitaires. Cela signifie que les spores fongiques peuvent détourner les phagosomes non seulement dans les cellules pulmonaires, mais aussi dans diverses cellules immunitaires.
L'importance clinique de cette découverte a été étudiée par l'équipe d'Iéna en collaboration avec des scientifiques médicaux du Portugal, qui ont fourni des données ADN provenant de receveurs et de donneurs d'une greffe de cellules souches. "Après une transplantation, les patients sont particulièrement sensibles aux infections fongiques car le système immunitaire est désactivé", explique Axel Brakhage. Un bon quart des quelque 500 receveurs de cellules souches qui ont participé à cette étude ont développé une aspergillose invasive potentiellement mortelle dans les mois qui ont suivi la transplantation.
De manière prometteuse, les chercheurs ont découvert un indice important en comparant l'analyse génétique avec l'évolution de la maladie. "Les patients présentant une mutation particulière du gène p11 étaient moins susceptibles de développer une aspergillose invasive. Ce résultat permet de surveiller de près les patients les plus à risque", explique le professeur Jia. La protéine fongique qui se lie à p11 et la protéine humaine elle-même sont des cibles possibles pour le traitement de l'infection fongique.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Jia LJ, Rafiq M, Radosa L, Hortschansky P, Cunha C, Csresnyés Z, Krüger T, Schmidt F, Heinekamp T, Straßbuger M, Löffler B, Doenst T, Lacerda JF, Campos A, Figge MT, Carvalho A, Kniemeyer O, Brakhage AA (2023). Aspergillus fumigatus hijacks human p11 to redirect fungal-containing phagosomes to non-degradative pathway. Cell Host & Microbe
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