Comment le bacille de la tuberculose tire profit des lipides de son hôte

Publié par Adrien le 14/01/2021 à 09:00
Source: CNRS INSB
Responsable de 1,5 million de morts par an, la tuberculose est encore aujourd'hui la maladie infectieuse la plus meurtrière. La virulence de la bactérie responsable de cette maladie, Mycobacterium tuberculosis, repose en particulier sur sa capacité à moduler les voies métaboliques des macrophages.


Figure: Les mitochondries (bleu vert) dans les macrophages incubés avec des effusions pleurales de patients tuberculeux ont des morphologies anormales. Image de microcopie électronique à balayage réalisée sur le plateau METi (Vanessa Soldan).
© Christel Vérollet et Mélanie Genoula.

Les scientifiques ont montré que des lipides dérivés de l'hôte générés pendant l'infection par M. tuberculosis altèrent l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) métabolique des macrophages, ce qui a pour conséquence de diminuer la résistance à l'infection. Ces résultats sont publiés dans la revue Cell Reports.

Dans le cadre d'un Laboratoire international associé du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...) avec l'Argentine, les scientifiques ont utilisé des effusions pleurales provenant de patients tuberculeux. Ces effusions pleurales sont des liquides biologiques dont la composition reflète celle du microenvironnement complexe de la cavité pulmonaire (Les pulmonaires sont des plantes de la famille des Boraginacées appartenant au genre...) crée lors de l'infection par M. tuberculosis.

Grâce à des analyses par spectrométrie de masse (La spectrométrie de masse (mass spectrometry ou MS) est une technique physique d'analyse...), ils ont montré que des lipides contenus dans les effusions pleurales de patients altèrent le métabolisme (Le métabolisme est l'ensemble des transformations moléculaires et énergétiques...) de macrophages normalement microbicides (capables de contrôler le pathogène) en inhibant la fonction de HIF-1α, un facteur de transcription génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est...) clé de la glycolyse (La glycolyse (γλῠκὖς glykýs...) aérobie (Aérobie désigne la capacité d'un organisme ou micro-organisme de se développer dans l'air...), la voie de dégradation du glucose (Le glucose est un aldohexose, principal représentant des oses (sucres). Par convention, il est...), qui renforce justement la capacité des macrophages à produire des facteurs inflammatoires et microbicides contre les agents pathogènes. L'inhibition de HIF-1α induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de...) alors un processus dit de phosphorylation oxydative, un état métabolique typique des macrophages qui participe aux processus anti-inflammatoires tels que la réparation des tissus. Suite à l'inhibition de HIF-1α, les macrophages sont moins capables de produire des espèces réactives de l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...) et une cytokine (Les cytokines sont des substances solubles de communication synthétisées par les cellules...) inflammatoire, l'interleukine 1b, un des composés clés dans l'élimination de la bactérie (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées...).

Il est vraisemblable que la nature des lipides contenus dans les effusions pleurales de patients tuberculeux est caractéristique, voire induite par M. tuberculosis car on ne les retrouve pas dans d'autres pathologies pulmonaires. Ainsi, l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) de ces conditions rend les macrophages plus susceptibles à l'infection par M. tuberculosis et augmente les capacités de prolifération intracellulaire de la bactérie. Il est important de noter que la stabilisation de HIF-1α par des approches pharmacologiques (dimethyloxalylglycine, par exemple), à la fois in vitro et in vivo, inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de...) ces effets en faveur d'un meilleur contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) de la charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) bactérienne.

Ces travaux permettent de proposer que les macrophages humains engagés vers un profil pro-inflammatoire pour contrôler l'infection peuvent être reprogrammés métaboliquement par les lipides dérivés de l'hôte lors de la tuberculose (La tuberculose est une maladie infectieuse transmissible et non immunisante, avec des signes...). Ils contribuent également à établir que l'utilisation d'effusions pleurales de patients est un modèle pertinent pour étudier la réponse immunitaire à l'infection par M. tuberculosis. Ce modèle apparaît ainsi complémentaire des modèles actuellement utilisés pour la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) sur la tuberculose, et pourrait permettre à l'avenir de mieux comprendre les interactions complexes entre l'hôte et les bactéries dans l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) tissulaire où elles se produisent.

Pour en savoir plus:
Host-Derived Lipids from Tuberculous Pleurisy Impair Macrophage Microbicidal-Associated Metabolic Activity.
Marín Franco JL, Genoula M, Corral D, Duette G, Ferreyra M, Maio M, Dolotowicz MB, Aparicio-Trejo OE, Patiño-Martínez E, Charton A, Métais A, Fuentes F, Soldan V, Moraña EJ, Palmero D, Ostrowski M, Schierloh P, Sánchez-Torres C, Hernández-Pando R, Pedraza-Chaverri J, Rombouts Y, Hudrisier D, Layre E, Vérollet C, Maridonneau-Parini I, Neyrolles O, Sasiain MDC, Lugo-Villarino G, Balboa L.Cell Rep. 2020 Dec 29;33(13):108547. doi: 10.1016/j.celrep.2020.108547.

Laboratoire:
Institut de pharmacologie et biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant....) structurale (IPBS) - (CNRS/Université Paul Sabatier)
BP64182.
205 route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie...) de Narbonne.
31077 Toulouse Cedex04.
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