Comment Mycobacterium tuberculosis envahit les cellules immunitaires

Publié par Isabelle le 06/12/2019 à 08:00
Source: CNRS INSB

Un consortium multidisciplinaire a mis en évidence de nouvelles propriétés biophysiques des lipides présents à la surface du bacille de la tuberculose, Mycobacterium tuberculosis.La bactérie utilise ces lipides pour déformer la membrane des macrophages, cellules du système immunitaire (Le système immunitaire d'un organisme est un ensemble coordonné d'éléments de reconnaissance et de défense qui discrimine le « soi »...), afin de promouvoir leur invasion. Cette étude est publiée dans la revue PNAS.

En dépit des progrès réalisés dans la prévention (La prévention est une attitude et/ou l'ensemble de mesures à prendre pour éviter qu'une situation (sociale, environnementale,...) et la prise en charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non pécuniaire pour être transporté.) de la tuberculose (La tuberculose est une maladie infectieuse transmissible et non immunisante, avec des signes cliniques variables. Elle est provoquée par une mycobactérie du...), cette infection demeure une cause majeure de mortalité dans le monde (Le mot monde peut désigner :). Il est donc nécessaire de développer des stratégies de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique...) innovantes pour mieux comprendre les mécanismes de virulence (La virulence désigne le caractère pathogène, nocif et violent d'un micro-organisme (bactérie ou champignon). La virulence d'un pathogène létal est facilement mesurable mais celle...) de Mycobacterium tuberculosis. Les chercheurs se sont intéressés à une famille de lipides présents à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) de la bactérie dont les mécanismes moléculaires sont encore très mal compris. Ceci est dû à la structure complexe de ces molécules très fortement hydrophobes, qui en font des objets particulièrement compliqués à étudier.

En combinant la résonance magnétique nucléaire (La résonance magnétique nucléaire (RMN), aussi dénommée par son application la plus connue l'imagerie par résonance magnétique (IRM), est une technique d’analyse...) (RMN) du solide et la modélisation moléculaire (La modélisation moléculaire est un ensemble de techniques pour modéliser ou imiter le comportement de molécules.) multi-échelles, les chercheurs ont identifié comment ces lipides pouvaient déformer différents types de membranes. Ce phénomène est étroitement lié à la forme conique (Les coniques constituent une famille très utilisée de courbes planes algébriques, qui peuvent être définies de plusieurs manières différentes, toutes équivalentes entre elles.) que ce lipide adopte au sein des membranes des macrophages. Ils se sont ensuite intéressés à des lipides de différentes structures et ont montré que la capacité d'invasion de la bactérie M. tuberculosis est accentuée si l'on ajoute des lipides de plus en plus coniques à la surface des macrophages.

Ainsi, la combinaison (Une combinaison peut être :) de démarches expérimentales variées et d'approches de modélisation à différentes échelles a permis de mettre en évidence des propriétés biophysiques de lipides mycobactériens inconnues jusqu'alors et qui sont étroitement liées à la capacité de M. tuberculosis d'envahir les macrophages, une étape clé de son cycle infectieux. Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour comprendre la nature des effets biophysiques membranaires des facteurs lipidiques de virulence de M. tuberculosis et ses conséquences sur le devenir de l'infection.


Figure: vue d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités suivantes :) de l'action des lipides coniques DIM (en violet), DLiPE (en orange) et tripalmitin (en rouge) sur les propriétés biophysiques des membranes: d'une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) lamellaire (lignes dans le fond) vers une phase hexagonale inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y...) (courbes et cercles au premier plan).
© Pierre-Yves Monnier

Pour en savoir plus:
The conical shape of DIM lipids promotes Mycobacterium tuberculosis infection of macrophages.
Augenstreich J, Haanappel E, Ferré G, Czaplicki G, Jolibois F, Destainville N, Guilhot C, Milon A, Astarie-Dequeker C, Chavent M.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2019 Nov 22. pii: 201910368. doi: 10.1073/pnas.1910368116. [Epub ahead of print]

Contacts:
- Matthieu Chavent - Chargé de recherche CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) dans l'Equipe RMN biologique intégrative, IPBS (CNRS – Université Toulouse III (L’université Toulouse-III, (nom d’usage : université Paul Sabatier) est une université française, située à Toulouse....) Paul Sabatier) - matthieu.chavent at ipbs.fr
- Catherine Astarie-Dequeker - Chargé de recherche CNRS, Equipe Pathogénie Moléculaire des Mycobatéries, IPBS (CNRS – Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) Toulouse III Paul Sabatier) - catherine.astarie-dequeker at ipbs.fr
- Alain Milon - Professeur des universités, Equipe RMN biologique intégrative, IPBS (CNRS – Université Toulouse III Paul Sabatier) - alain.milon at ipbs.fr
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