Découverte d'un mécanisme de survie du staphylocoque doré dans le sang

Le staphylocoque doré est l'une des principales causes d'infection bactérienne dans le monde, responsable notamment d'infections nosocomiales.

Des scientifiques d'INRAE, du CEA et du CNRS ont découvert la manière dont cette bactérie peut survivre dans l'environnement hostile du sang. Le staphylocoque doré détecte l'hème, une molécule toxique pour les bactéries, grâce à un biocapteur spécifique qui déclenche la synthèse d'une barrière protectrice à sa surface.


Ce mécanisme permet la progression de l'infection due à la survie et la multiplication de ce pathogène dans le sang. La découverte du fonctionnement de ce capteur ouvre des perspectives pour de nouvelles stratégies antibiotiques contre le staphylocoque doré. Ces résultats sont publiés dans la revue mBio.

Les infections bactériennes sont la deuxième cause de décès dans le monde et le staphylocoque doré, Staphylococcus aureus, se classe parmi les bactéries les plus meurtrières. En 2019, le staphylocoque doré serait la cause de plus de 1 million de décès dans le monde et de plus de 16 000 en France, d'après une étude parue en 2022 dans The Lancet. En France, il est l'un des principaux germes causant des infections nosocomiales et des intoxications alimentaires.

Aujourd'hui les antibiotiques restent le traitement le plus efficace, mais certaines souches résistantes émergent, ce qui pose un risque d'impasse thérapeutique[1]. Dans ce contexte, une équipe de recherche d'INRAE, en collaboration avec le CEA et le CNRS, étudie depuis plusieurs années le staphylocoque doré et notamment comment il parvient à survivre dans le sang.

Le sang: un environnement hostile pour les bactéries

Le sang des mammifères contient des globules rouges, chargés de transporter l'oxygène. Ces cellules contiennent en grande quantité une molécule appelée hème qui sert notamment à fixer l'oxygène. Mais l'hème est toxique pour les bactéries ou les autres cellules s'il se retrouve hors des globules rouges. Or, si elles se retrouvent dans le sang, des bactéries pathogènes, comme le staphylocoque doré, provoquent une hémolyse, c'est-à-dire l'éclatement des globules rouges, et la libération de l'hème. Elles peuvent alors entrer en contact avec l'hème qui est toxique pour elles.


Les scientifiques ont découvert que le staphylocoque doré est capable de détecter l'hème grâce à un capteur spécifique baptisé HssS présent sur sa membrane. Lorsqu'il détecte l'hème, ce capteur déclenche un mécanisme de défense chez le staphylocoque doré qui synthétise une pompe d'efflux de l'hème, un mécanisme qui rejette l'hème hors de la bactérie.

Cela crée une barrière protectrice lui permettant de survivre dans le sang et de progresser dans l'infection. Des expérimentations en laboratoire montrent que les staphylocoques dorés dépourvus du capteur HssS, et donc incapables de détecter l'hème, ont une virulence très affaiblie.

Une piste pour de nouvelles stratégies antibiotiques innovantes

Face aux enjeux de l'antibiorésistance, ces résultats ouvrent de nouvelles pistes de stratégies antibiotiques pour lutter contre le staphylocoque doré en recherchant des molécules inhibitrices du capteur HssS qui diminueraient sa virulence. De plus, le capteur HssS étant spécifique des bactéries pathogènes, les stratégies antibiotiques visant ce capteur seraient alors plus ciblées et n'affecteraient théoriquement pas d'autres bactéries bénéfiques à notre organisme, comme celles constituant le microbiote intestinal.

Note:
[1] https://www.pasteur.fr/fr/centre-medical/fiches-maladies/staphylocoque

Référence:
Saillant V. et al. HssS activation by membrane heme defines a paradigm for 2-component system signaling in Staphylococcus aureus.
mBio, 29 April 2024,
DOI: https://doi.org/10.1128/mbio.00230-24