La frilosité des staphylocoques révèle un point faible

Publié par Adrien le 04/08/2020 à 09:00
Source: Université de Genève
La découverte d'un mécanisme impliqué dans la synthèse de la membrane du staphylocoque doré pourrait contribuer à la lutte contre cette bactérie difficile à traiter.

Les staphylocoques dorés ont la capacité de se développer dans des conditions environnementales très variables (sur la peau (La peau est un organe composé de plusieurs couches de tissus. Elle joue, entre autres, le rôle d'enveloppe protectrice du corps.), dans le nez (Le nez (du latin nasus) est chez l'homme la saillie médiane du visage située au-dessus de la lèvre supérieure et qui, en le...), sur des surfaces stériles, etc.). Leur haute faculté d'adaptation dépend notamment d'une protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques. En...) (une hélicase ARN) impliquée dans la dégradation d'ARN messagers devenus inutiles.

En cherchant à mieux comprendre son fonctionnement, des scientifiques de l'Université de Genève (L'université de Genève (UNIGE) est l'université publique du canton de Genève en Suisse. Fondée en 1559 par Jean Calvin, sous le nom d'Académie de Genève, comme un...) (UNIGE) ont découvert que cette hélicase contribue à un autre processus physiologique, sans lien apparent avec le premier: la synthèse des acides gras qui sont les constituants essentiels de la membrane bactérienne. Cette avancée, à lire dans la revue PLoS Genetics, fournit un éclairage intéressant car la synthèse des acide gras (En chimie, un acide gras est un acide carboxylique à chaîne aliphatique. Il est retrouvé dans les graisses animales et végétales, les huiles ou les cires sous forme...) est justement l'une des cibles privilégiées par de nombreux laboratoires pour lutter contre ce pathogène (Le terme pathogène (du grec παθογ?νεια ! « naissance de la douleur ») signifie : qui...) difficile à traiter en raison de sa résistance aux antibiotiques.


Staphylocoques dorés (en jaune) vus au microscope électronique. @ UNIGE

Les staphylocoques dorés (Staphylococcus aureus) sont des bactéries pathogènes opportunistes. Capables de s'adapter à des environnements très variables, on en trouve notamment dans les narines de 25 à 30% de la population. En général, cela ne pose aucun problème. Mais, à la faveur d'une chute de l'immunité ou d'une opération chirurgicale (Une opération chirurgicale est un acte médical qui consiste le plus souvent à extraire une structure ou à atteindre un organe à traiter après incision sur un patient...), la bactérie (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des...) peut en profiter pour déclencher une vraie infection. Et le problème avec le staphylocoque doré (Le staphylocoque doré (Staphylococcus aureus) est l'espèce la plus pathogène du genre Staphylococcus. Elle est responsable d'intoxications alimentaires, d'infections localisées...), c'est son habileté à développer des résistances aux médicaments antibiotiques qui le rendent souvent difficile - parfois impossible - à traiter.

"Mon laboratoire étudie une protéine, une "hélicase ARN", qui joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et...) un rôle important dans la faculté du staphylocoque doré à s'adapter à des environnements très différents, explique Patrick Linder, professeur au Département de microbiologie (La microbiologie est une sous-discipline de la biologie basée sur l'étude des micro-organismes.) et de médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son fonctionnement normal (physiologie), et cherchant à restaurer la...) moléculaire de la Faculté de médecine de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) de Genève (UNIGE). Lorsque le milieu change, la bactérie doit en effet pouvoir synthétiser de nouvelles protéines plus adéquates et arrêter la production d'autres devenues inutiles. L'hélicase qui nous intéresse (appelée CshA) est justement impliquée dans la dégradation de l'ARN, ces molécules dérivées de l'ADN et qui servent (Servent est la contraction du mot serveur et client.) à la synthèse des protéines."

Bactéries frileuses

Assez curieusement, lorsque cette hélicase est absente (à cause d'une mutation génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) par exemple), les chercheurs ont observé que les bactéries mises en culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :) ne parviennent plus à former des colonies si la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de...) descend sous un certain seuil (autour de 25°C).
Dans une série d'expériences destinées à mieux comprendre ce lien entre la frilosité des staphylocoques dorés, la dégradation de l'ARN et la capacité d'adaptation, les biologistes genevois ont découvert que la même hélicase est probablement aussi impliquée dans un autre processus physiologique, à savoir la synthèse d'acides gras, qui sont les constituants des membranes bactériennes.

"À partir de staphylocoques dorés dénués d'hélicases mis en culture, nous avons réussi à isoler 82 mutations génétiques (apparues spontanément dans autant de bactéries différentes) qui ont permis à leurs porteurs de retrouver la faculté de former des colonies à 25°C, précise Vanessa (Le genre Vanessa regroupe des papillons de la famille des Nymphalidae. Cette espèce possède de magnifiques yeux bleus avec un touche de gris et migre en été en France pour une...) Khemici, chercheuse dans le laboratoire de Patrick Linder et première auteure de l'article. Nous avons identifié presque tous les gènes affectés. Et pas moins des deux tiers d'entre eux sont impliqués dans la synthèse des acides gras."

Grâce à leurs résultats, les chercheurs ont également réussi à comprendre que, dans un premier temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), l'absence d'hélicase a pour effet de déréguler la synthèse des acides gras et de diminuer la souplesse de la membrane lorsque la température diminue. Cela empêche la membrane de remplir correctement ses fonctions et la bactérie de se développer. Dans un second temps, les 82 mutations ont, chacune à sa façon, réussi à rétablir l'équilibre initial en agissant sur les différents leviers génétiques impliqués dans la synthèse des acides gras.

Controverse scientifique

"Il se trouve qu'une partie de la communauté scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) soutient l'idée qu'un futur traitement contre les staphylocoques dorés passe justement par un médicament (Un médicament est une substance ou une composition présentée comme possédant des propriétés curatives, préventives ou administrée en vue d'établir un diagnostic. Un...) capable d'inhiber la synthèse des acides gras, note Patrick Linder. Il existe cependant une controverse à ce sujet car certaines études contredisent ce point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.)."

Les résultats des scientifiques genevois ne permettent pas de trancher la question ni de développer directement un médicament contre ces bactéries. Ils s'inscrivent néanmoins dans ce contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de contexte issu traditionnellement de l'analyse...) et offrent une meilleure compréhension des mécanismes fondamentaux des staphylocoques dorés. La découverte de ce lien inédit entre fluidité (La fluidité est la capacité d'un fluide à s'écouler sans résistance.) de la membrane et adaptation au changement d'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement...) représente une étape importante dans la lutte contre cette bactérie. C'est sans doute pour ces raisons que la revue a décidé de publier une mise en perspective en parallèle de l'article.
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