Une sonde pour l'étude de la paroi cellulaire des mycobactéries
Publié par Isabelle le 11/03/2020 à 14:00
Source: CNRS INSB

© Yann Bourdreux
Les mycobactéries, dont certaines espèces sont responsables de maladies infectieuses sévères comme la tuberculose, possèdent une membrane externe unique particulièrement résistante. Des chercheurs de l'ICMMO (CNRS/Université Paris-Saclay), de l'I2BC (CNRS/CEA/Université Paris-Saclay) et de l'ICSN (CNRS) ont conçu une sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace...) moléculaire pour étudier cette membrane. Ces travaux, publiés dans la revue Chemical Communications, pourraient à terme permettre de caractériser de nouvelles stratégies thérapeutiques pour lutter contre les mycobactéries.

L'ordre bactérien des Corynebactériales comporte notamment les bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des...) responsables de maladies infectieuses graves telles que la tuberculose (La tuberculose est une maladie infectieuse transmissible et non immunisante, avec des signes cliniques variables. Elle est provoquée par une mycobactérie du complexe tuberculosis...), la lèpre (La lèpre (ou maladie de Hansen) est une maladie infectieuse chronique due à Mycobacterium leprae (une bactérie proche de l'agent responsable de la tuberculose...) et la diphtérie (La diphtérie est une maladie infectieuse contagieuse décrite en 1826 par Pierre Bretonneau. Elle est due à Corynebacterium diphtheriae ou bacille de Löffler-Klebs, découvert par Théodor Klebs en 1883 et isolé...). Ces mycobactéries possèdent une membrane externe extrêmement résistante et imperméable aux antibiotiques. Cette mycomembrane est composée de glycolipides comportant des acides gras complexes nommés acides mycoliques.
Des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics...) de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.) moléculaire et des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) d'Orsay (ICMMO, CNRS/Université Paris-Saclay), de l'Institut de biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de...) intégrative de la cellule (I2BC, CNRS/CEA/Université Paris-Saclay) et de l'Institut de chimie des substances naturelles (ICSN, CNRS) ont synthétisé et évalué une sonde mimant un glycolipide complexe caractéristique des mycobactéries: le tréhalose monomycolate (TMM).

Cette sonde comporte une fonction chimique bio-orthogonale, c'est-à-dire qui réagit spécifiquement avec un agent chimique extérieur, ici un fluorophore, dans un milieu biologique complexe. La sonde a été utilisée lors d'études biologiques dans des tests enzymatiques in vitro et sur des cultures de bactéries. Ceci a permis de montrer qu'elle était spécifiquement incorporée dans la paroi de Corynebacterium glutamicum, et non dans d'autres bactéries, en l'occurrence de type Gram positif (Les bactéries à gram positif sont mises en évidence par une technique de coloration appelée coloration de Gram. Les bactéries à gram positif apparaissent alors mauves au microscope. La technique de coloration repose sur...) ou Gram négatif (Les bactéries à gram négatif sont mises en évidence par une technique de coloration appelée coloration de Gram. Les bactéries à gram négatif apparaissent alors roses au microscope. La technique de coloration repose sur les...).

Les chercheurs ont également montré que la sonde ciblait les mycoloyltransférases, des enzymes clés de l'édification de la mycomembrane. Ces nouveaux outils moléculaires devraient permettre d'étudier in vivo et in vitro ces mycoloyltransférases, afin de mieux comprendre la biogenèse de la mycomembrane et à terme de caractériser de nouvelles stratégies thérapeutiques.


Étapes clés pour la synthèse de la sonde mimant le TMM. Images de C. glutamicum obtenues grâce à l'incorporation spécifique de cette sonde dans la mycomembrane. © Yann Bourdreux. © Yann Bourdreux

Références:
Émilie Lesur, Aurélie Baron, Christiane Dietrich, Marie Buchotte, Gilles Doisneau, Dominique Urban, Jean-Marie Beau, Nicolas Bayan, Boris Vauzeilles, Dominique Guianvarc'h and Yann Bourdreux. First access to a mycolic acid-based bioorthogonal reporter for the study of the mycomembrane and mycoloyltransferases in Corynebacteria. Chem. Commun, 2019, 55, 13074-13077. Septembre 2019
DOI: 10.1039/C9CC05754D

Contacts:
- Yann Bourdreux - ICMMO - yann.bourdreux at universite-paris-saclay.fr
- Dominique Guianvarc'h - ICMMO - dominique.guianvarch at universite-paris-saclay.fr
- Boris Vauzeilles - Institut de chimie des substances naturelles - Boris.vauzeilles at 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).).fr
- Nicolas Bayan - I2BC - nicolas.bayan at universite-paris-saclay.fr
- Stéphanie Younès - Responsable Communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou...) - inc.communication at cnrs.fr
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