Une étude révèle comment les bactéries résistantes aux médicaments sécrètent des toxines, suggérant des cibles pour réduire la virulence

Leur étude a révélé comment deux protéines permettent à la bactérie Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM) de sécréter les toxines qui rendent les gens malades. La recherche suggère que les thérapies ciblant ces deux protéines pourraient désactiver le SARM, le rendant moins mortel et peut-être même inoffensif. Une telle approche réduirait également le risque de favoriser la résistance aux antibiotiques.

Le document, qui a été publié le 13 février 2023, dans le Actes de l’Académie nationale des sciencess suggère que des mécanismes similaires peuvent exister dans d’autres bactéries, indiquant le potentiel d’une nouvelle approche pour traiter d’autres infections bactériennes.

“Nous cherchions une autre façon d’aborder le SARM”, a déclaré Seth Dickey, professeur adjoint au Département de médecine vétérinaire de l’UMD et auteur principal de l’étude. “Nous étions intéressés à comprendre comment la bactérie provoque la maladie pour voir si nous pouvions interférer directement avec les facteurs de virulence produits par le bogue. Si nous pouvons le désarmer, nous n’aurons peut-être pas à nous soucier qu’il évite les agents antimicrobiens.”

La résistance aux antimicrobiens se développe lorsqu’un traitement médicamenteux détruit certaines cellules bactériennes, mais pas toutes. Les bactéries qui restent ont tendance à avoir une certaine résistance naturelle, donc si elles ont une chance de recoloniser, la prochaine infection sera plus forte face aux antibiotiques. Cette reproduction sélective non intentionnelle a conduit à des super-microbes comme le SARM et la tuberculose multirésistante.

Une approche de traitement de l’infection qui la rend moins nocive sans la tuer pourrait éliminer le potentiel d’une telle reproduction sélective. Dans le cas du SARM, cet effort a été entravé par le fait que la bactérie fabrique plusieurs types de toxines en abondance. Comprendre chaque mécanisme et l’arrêter est extrêmement difficile. Ainsi, Dickey et ses collègues ont décidé de ne pas regarder comment les cellules produisent des toxines, mais comment elles sécrètent ces toxines dans leur hôte.

Des travaux antérieurs de Dickey et d’autres équipes ont révélé que deux protéines servent de ferries pour transporter les molécules de toxine à travers la membrane cellulaire bactérienne vers l’environnement extérieur. Mais on ne savait pas pourquoi il y avait deux protéines de transport et comment elles fonctionnaient. Sans cette compréhension, les scientifiques ne peuvent pas développer de thérapies pour empêcher la sécrétion de toxines.

Pour comprendre le mécanisme en jeu, Dickey et son équipe ont retiré chaque type de transporteur par génie génétique et ont observé comment les cellules SARM sécrètent des toxines. Ils ont découvert qu’une protéine de transport collecte les toxines hydrophiles, ou aimant l’eau, flottant dans le cytoplasme de la cellule et les transporte à travers la membrane cellulaire. Lorsque ce transporteur était absent, les toxines hydrophiles ont continué à s’accumuler à l’intérieur des cellules SARM où elles sont inoffensives à la fois pour le SARM et pour tout hôte potentiel.

Lorsque l’équipe a retiré la deuxième protéine de transport, hydrophobe ou hydrophobe, les toxines se sont accumulées dans la cellule. Ceci est important, car ces toxines ont tendance à se déplacer d’elles-mêmes hors du cytoplasme aqueux et à se loger dans la membrane cellulaire plus huileuse. Et c’est là que les toxines MRSA font leurs dégâts, aux cellules hôtes et aux cellules MRSA. Ainsi, sans la deuxième protéine de transport, les cellules SARM sont endommagées par leurs propres toxines hydrophobes.

Cela suggère que les futures thérapeutiques ciblant un transporteur pourraient réduire la virulence, et que les thérapeutiques ciblant le second transporteur pourraient réduire la virulence tout en ayant également un effet antibiotique.

Les conclusions de l’étude ont des implications au-delà du SARM. Lorsque les chercheurs ont examiné les génomes d’une variété d’autres bactéries, ils ont découvert que beaucoup avaient des gènes pour produire un système de protéines à double transport similaire à celui qu’ils ont trouvé dans le SARM.