Découverte d'un nouveau point de départ dans la lutte contre Pseudomonas aeruginosa
Une équipe de chercheurs montre comment une enzyme régule la pathogénicité d'un agent pathogène cliniquement pertinent
Pseudomonas aeruginosa est un important pathogène opportuniste responsable d'infections potentiellement mortelles associées à des taux élevés de morbidité et de mortalité. Des chercheurs de TWINCORE, le Centre de recherche expérimentale et clinique sur les infections de Hanovre, et du Centre Helmholtz de recherche sur les infections (HZI) de Braunschweig ont maintenant pu montrer qu'une enzyme contrôle la virulence par le biais de la modification des ARNt. L'étude a été publiée dans la revue scientifique Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Les infections à Pseudomonas aeruginosa peuvent se propager par contact interhumain, mais elles peuvent également se développer dans divers environnements. La bactérie se développe dans des conditions humides, notamment dans l'eau du robinet, les lave-vaisselle, les éviers, les douches ou les toilettes. En outre, on peut la trouver dans le sol et dans l'eau. "Le problème, c'est qu'on ne peut pas vraiment éviter Pseudomonas aeruginosa", explique le professeur Susanne Häußler, directrice de l'Institut de bactériologie moléculaire de TWINCORE et du département du même nom au HZI. "En outre, les bactéries peuvent former des communautés de biofilms, qui sont intégrées dans une matrice autoproduite qui les protège des cellules immunitaires et des antibiotiques." P. aeruginosa est ainsi naturellement insensible à un grand nombre d'antibiotiques et constitue donc l'un des germes hospitaliers les plus problématiques. La recherche sur le développement de ce que l'on appelle les pathobloquants, qui, contrairement aux antibiotiques, ne visent pas à tuer le pathogène mais à empêcher ou à affaiblir son effet pathogène, est menée tambour battant.
Des études ont montré qu'une enzyme appelée GidA est fortement impliquée dans la communication (quorum sensing) entre les cellules bactériennes et la formation de biofilms chez P. aeruginosa. La GidA pourrait-elle également jouer un rôle central dans la pathogénicité de P. aeruginosa et constituer ainsi une cible potentielle pour de futurs pathobloquants ? Susanne Häußler et son équipe se sont penchés sur cette question dans leur étude actuelle. La GidA est une enzyme qui modifie des molécules clés d'ARNt. Les molécules d'ARNt participent à la production de protéines grâce à leur capacité à décoder le code génétique - et la GidA donne à certaines d'entre elles la touche finale, si l'on peut dire. "Nous avons étudié ce qui se passe lorsque la GidA ne peut plus modifier les molécules d'ARNt et nous avons exploré les conséquences sur la pathogénicité bactérienne", explique le Dr Nicolas Oswaldo Gomez, chercheur au HZI et l'un des premiers auteurs de cette étude. Pour leurs recherches, les chercheurs ont utilisé des méthodes génétiques pour produire une souche bactérienne de P. aeruginosa qui n'était plus capable de produire l'enzyme GidA. Dans différents contextes expérimentaux utilisant des cultures cellulaires et des modèles animaux, les chercheurs ont comparé la pathogénicité de la bactérie génétiquement modifiée à celle du type sauvage. "Dans toutes les expériences, la pathogénicité a été significativement réduite par rapport au type sauvage. En l'absence de GidA, certaines molécules d'ARNt ne sont plus modifiées, ce qui signifie évidemment que des protéines cruciales pour la pathogénicité ne sont plus produites", explique M. Gomez. "Lors d'études plus approfondies, nous avons par exemple pu déterminer que la structure du biofilm était modifiée et qu'un antibiotique de la famille des quinolones était nettement plus efficace que dans le cas du type sauvage." Häußler ajoute : "Si les molécules d'ARNt ne peuvent pas être modifiées par GidA, Pseudomonas aeruginosa perd considérablement son efficacité et la barrière protectrice du biofilm devient perméable. Ces résultats sont extrêmement prometteurs en ce qui concerne les nouvelles cibles potentielles pour le développement de pathobloquants !"
Grâce à diverses méthodes OMICS et analyses bioinformatiques, les chercheurs ont également pu montrer exactement quels types de molécules d'ARNt sont modifiés par GidA et à quels endroits. Et que ces molécules d'ARNt modifiées n'interviennent que lors de la synthèse de certaines protéines et soit au début, soit à la fin des gènes. "Les résultats de notre étude montrent clairement que la pathogénicité de Pseudomonas aeruginosa est soumise à un processus de contrôle épigénétique spécialisé dans lequel GidA fonctionne comme une sorte d'interrupteur prioritaire", déclare Häußler. "Nous pouvons et devons nous en servir comme point de départ pour le développement de pathobloquants efficaces contre Pseudomonas aeruginosa et d'autres bactéries pathogènes très problématiques. Dans des études ultérieures, les chercheurs souhaitent rechercher d'autres enzymes impliquées dans la modification des molécules d'ARNt.
Outre les chercheurs de TWINCORE et de HZI, d'autres partenaires de coopération de plusieurs institutions de recherche ont participé à l'étude, notamment l'École de médecine de Hanovre, l'Université de Würzburg et l'Université de Hambourg.
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
Jonas Krueger, Matthias Preusse, Nicolas Oswaldo Gomez, Yannick Noah Frommeyer, Sebastian Doberenz, Anne Lorenz, Adrian Kordes, Svenja Grobe, Mathias Müsken, Daniel P. Depledge, Sarah L. Svensson, Siegfried Weiss, Volkhard Kaever, Andreas Pich, Cynthia M. Sharma, Zoya Ignatova, Susanne Häussler; "tRNA epitranscriptome determines pathogenicity of the opportunistic pathogen Pseudomonas aeruginosa"; Proceedings of the National Academy of Sciences, Volume 121, 2024-3-7
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