Mucoviscidose: pourquoi autant de complications respiratoires ?

Publié par Adrien le 14/07/2020 à 09:00
Source: Université de Genève
Des chercheurs de l'UNIGE montrent comment la protéine Vav3, en créant des "stations d'ancrage à bactéries", facilite l'infection des voies respiratoires des personnes atteintes de mucoviscidose.

La mucoviscidose, l'une des maladies génétiques les plus fréquentes, provoque des troubles respiratoires et digestifs sévères. Malgré des avancées thérapeutiques considérables, cette maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal ou végétal.) réduit toujours l'espérance de vie (L'espérance de vie est une donnée statistique. Elle est censée permettre de connaître la durée de vie moyenne qu'on peut espérer atteindre à un moment donné. Cette statistique est calculée...) des personnes atteintes en raison, notamment, d'infections respiratoires parfois mortelles.

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 séminaire théologique et humaniste, elle...) (UNIGE) ont découvert la raison de ce grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'infections pulmonaires: 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 général, on parle de...), Vav3, favoriserait ces infections en créant une "station d'ancrage à bactéries" à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...) des voies respiratoires des personnes atteintes. Inhiber cette protéine empêcherait les bactéries de s'amarrer à la surface des voies respiratoires et de provoquer des infections à répétition. Ces résultats, à lire dans la revue Cell Reports, ouvrent des perspectives thérapeutiques intéressantes pour limiter les complications respiratoires chez les personnes atteintes de mucoviscidose (La mucoviscidose (pour « maladie des mucus visqueux » en français) ou cystic fibrosis (pour « fibrose kystique », sous-entendu « du pancréas », en anglais)...).


La protéine Vav3 (en vert) crée à la surface (en rouge) des cellules respiratoires (noyaux en bleu) des "stations d'ancrage à bactéries" qui facilitent l'infection des voies respiratoires chez les patients atteints de mucoviscidose.
© UNIGE, laboratoire Chanson

La mucoviscidose, qui touche plus de 700 000 personnes dans le monde (Le mot monde peut désigner :), est l'une des maladies génétiques les plus fréquentes en Suisse. Elle est due à des mutations dans le gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique (ARN) fonctionnel. On peut...) responsable d'une protéine qui participe à la sécrétion de mucus, rendant celui-ci anormalement épais. L'altération de cet unique gène provoque de sévères dysfonctionnements respiratoires et digestifs et limite la qualité comme l'espérance de vie (La vie est le nom donné :) des personnes atteintes. Dans les poumons, par exemple, le mucus hyper-visqueux stagne et obstrue les voies respiratoires.

Des infections à répétition

L'accumulation de mucus ne se contente pas d'obstruer les voies respiratoires, elle favorise aussi les infections pulmonaires chroniques. Malgré d'importantes avancées thérapeutiques, ces infections pulmonaires restent fréquentes et graves. Elles sont en majorité dues à une bactérie (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des...) connue pour sa résistance aux antibiotiques, Pseudomonas aeruginosa. "Si l'on sait que la viscosité du mucus 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 fermer la bouche et à mastiquer.) un rôle en retenant les bactéries, la raison pour laquelle elles s'arriment si facilement aux voies respiratoires restait inconnue, explique Marc Chanson, professeur au Département de physiologie (La physiologie (du grec φύσις, phusis, la nature, et λόγος, logos, l'étude, la science) étudie le rôle, le...) cellulaire et métabolisme (Le métabolisme est l'ensemble des transformations moléculaires et énergétiques qui se déroulent de manière ininterrompue dans la...) de la Faculté de médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie),...) de l'UNIGE. L'ancrage de Pseudomonas aeruginosa aux cellules des voies respiratoires est le point (Graphie) de départ de ces infections souvent mortelles. Comprendre ce processus pourrait permettre d'empêcher leur apparition."

Une station d'ancrage à bactéries

Les chercheurs de l'UNIGE ont comparé des cellules des voies respiratoires de personnes malades à des cellules saines. "Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de contribution, et...) a commencé quand nous avons constaté que la protéine Vav3, dont aucune implication n'avait été montrée dans cette maladie jusqu'à présent, était sur-exprimée dans les cellules malades", s'enthousiasme Mehdi Badaoui, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de...) dans l'équipe de Marc Chanson et premier auteur de ces travaux.

Après de nombreuses analyses in vitro (In vitro (en latin : « dans le verre ») signifie un test en tube, ou, plus généralement, en dehors de l'organisme vivant ou de la cellule. Un...), les scientifiques ont découvert le rôle clé de cette protéine: elle dirige la construction d'une véritable station d'ancrage à bactéries. Concrètement, Vav3 force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale...) deux autres protéines, la fibronectine et l'intégrine b1, à s'associer avec elle à la surface des cellules afin de créer un complexe favorisant les infections par Pseudomonas aeruginosa.
"C'est la première fois qu'est mis en évidence un mécanisme permettant de créer un micro-environnement favorable à une bactérie avant même son arrivée, souligne Marc Chanson. Cela expliquerait le nombre élevé d'infections pulmonaires chroniques chez les personnes atteintes de mucoviscidose."

Inhiber Vav3 pour limiter les infections respiratoires

Comment exploiter ce mécanisme à des fins thérapeutiques ? En inhibant Vav3 dans des cellules malades, les scientifiques ont réussi à empêcher l'expression des deux autres protéines composant la station d'ancrage. "Et, effectivement, l'absence de cette structure limite l'adhésion (En physique, l'adhésion est l'ensemble des phénomènes physico-chimiques qui se produisent lorsque l’on met en contact intime deux matériaux, dans le but de créer une résistance mécanique à...) de Pseudomonas aeruginosa", ajoute Mehdi Badaoui. Bien que le lien exact entre la protéine Vav3 et le défaut génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) à l'origine de la mucoviscidose reste à déterminer, cette découverte constitue une cible thérapeutique (La thérapeutique (du grec therapeuein, soigner) est la partie de la médecine qui étudie et applique le traitement des maladies.) prometteuse pour limiter les complications respiratoires. Ces travaux ont pu être menés grâce, notamment, au soutien du Fonds national suisse de la recherche scientifique (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...) (FNS) et de la Société suisse pour la mucoviscidose.
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