Comment une bactérie module sans effort sa résistance à un antibiotique

Publié par Adrien le 27/04/2015 à 00:00
Source: CNRS-INSB
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Un nombre sans cesse accru de souches de bactéries entérocoques sont capables de résister à la vancomycine, antibiotique puissant utilisé pour lutter contre ce type de germes. Vincent Méjean à l'Institut de microbiologie de la Méditerranée, en collaboration avec deux chercheurs de l'Institut Pasteur (L’Institut Pasteur est une fondation française privée à but non lucratif qui...), montre que l'induction des gènes de résistance du type VanG est proportionnelle à la concentration en antibiotique (Un antibiotique (du grec anti : « contre », et bios : « la...) et résulte de l'action antagoniste d'un activateur et d'un répresseur inconnu à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...). Cette étude est publiée dans la revue PLos Genetics.


Figure: Mécanisme de régulation des gènes de résistance à la vancomycine (La vancomycine est un antibiotique de la famille des glycopeptides. Volumineuse (1 500 à 2 000...) de type VanG. U correspond au répresseur VanU, R à l'activateur VanR. P indique le niveau de phosphorylation de VanR. +++ symbolise une forte concentration en vancomycine. La flèche coudée (La coudée (lat. cubitus) est une unité de longueur vieille de plusieurs milliers d'années. Elle...) symbolise le site de démarrage de la transcription.
© Vincent Méjean

La vancomycine est un antibiotique puissant, souvent utilisé en dernier recours lors d'infections à entérocoques. Malheureusement, de nombreux entérocoques sont maintenant capables de résister à cet antibiotique en substituant les briques élémentaires de la paroi (D-Ala-D-Ala), cibles de la vancomycine, par de nouvelles briques élémentaires (D-Ala-D-Ser ou D-Ala-D-Lac). La résistance nécessite donc à la fois la production de nouvelles briques élémentaires, mais également l'élimination des briques normales. En conséquence, et vu le coût biologique élevé de ce mécanisme, l'expression des gènes de résistance est régulée proportionnellement à la concentration en antibiotique.

Vincent Méjean et ses collègues montrent que, dans le cas des bactéries résistantes de type VanG, la modulation de l'induction du système de résistance résulte de l'action antagoniste d'un activateur (VanR) et d'un nouveau répresseur (VanU) qu'ils caractérisent dans cette étude. Le répresseur permet d'éteindre le système en absence d'antibiotique et d'obtenir un faible niveau d'induction à basse concentration en antibiotique. Lorsque la concentration en antibiotique augmente, la majorité des molécules de régulateur VanR est phosphorylée par une protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs...) senseur (VanS), et VanR-P déplace alors le répresseur, permettant ainsi une forte induction des gènes de résistance. En absence de VanU, l'induction est maximale quelle que soit la concentration en antibiotique. Le répresseur VanU permet donc de moduler le niveau d'induction des gènes van et ainsi de réduire considérablement le coût biologique du système de résistance. Ce résultat révèle ainsi une nouvelle stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie...) de régulation de la résistance à la vancomycine.

Sur un plan plus général, ces résultats démontrent qu'un activateur et un répresseur qui, séparément, fonctionnent sur un mode on/off (actif/inactif), peuvent ensemble conduire à une régulation de type rhéostat avec une régulation modulable proportionnellement à la concentration en inducteur (L'inducteur est une organe électrotechnique, généralement un électroaimant, ayant comme...).
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