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Le corps humain est une machine incroyablement complexe. Plus de 200 mètres carrés de notre corps – comprenant le tube digestif, les poumons et les voies urinaires – sont tapissés de mucus. Ces dernières années, des scientifiques ont découvert que ce mucus n’est pas simplement une barrière physique qui piège les bactéries et les virus, il peut également désarmer les agents pathogènes et les empêcher de causer des infections.

Le rôle du mucus contre les bactéries

Une nouvelle étude du MIT révèle que les glycanes – des molécules de sucre ramifiées présentes dans le mucus – sont responsables de la majeure partie de cet apprivoisement des microbes. Il existe des centaines de glycanes différents dans le mucus et l’équipe du MIT a découvert que ces molécules peuvent empêcher les bactéries de communiquer entre elles et de former des biofilms infectieux, les rendant ainsi inoffensives.
«Ce que nous avons dans notre mucus est une mine d’or thérapeutique», déclare Katharina Ribbeck, professeur titulaire de la chaire de développement de carrière Jr. en génie biologique au MIT. «Ces glycanes ont des fonctions biologiques très larges et sophistiquées. Ils ont la capacité de réguler le comportement des microbes et de vraiment ajuster leur identité. »
Dans cette étude, publiée aujourd’hui dans Nature Microbiology, les chercheurs se sont penchés sur les interactions des glycanes avec Pseudomonas aeruginosa, un agent pathogène opportuniste pouvant provoquer des infections chez les patients atteints de fibrose kystique et les personnes dont le système immunitaire est compromis. Les travaux en cours au laboratoire de Ribbeck ont ​​montré que les glycanes pouvaient également réguler le comportement d’autres microbes.
Jusqu’à récemment, on pensait que ce mucus servait principalement de lubrifiant et de barrière physique. Cependant, Ribbeck et d’autres ont montré que ce mucus pouvait en réalité gêner le comportement des bactéries, empêchant ainsi les microbes de se fixer aux surfaces et de communiquer entre eux. Dans sa nouvelle étude, Ribbeck souhaitait vérifier si les glycanes étaient impliqués dans la capacité du mucus à contrôler le comportement des microbes.

Les glycanes associés au mucus désarmeraient les microbes

Ces molécules de sucre, un type d’oligosaccharide, s’attachent à des protéines appelées mucines, les éléments constitutifs du mucus formant un gel, pour former une structure en forme de pinceau. Les glycanes associés au mucus ont été peu étudiés, mais Ribbeck a pensé qu’ils pourraient jouer un rôle majeur pour désarmement les microbes qu’ils avaient déjà interagi avec ce mucus.
Pour explorer cette possibilité, elle a isolé les glycanes et les a exposés à Pseudomonas aeruginosa. Lors de l’exposition à la mucine composée de glycanes, le comportement de la bactérie a été considérablement modifié, ce qui l’a rendue moins nocive pour l’hôte. Cette activité de désarmement des microbes a eu de lourdes conséquences sur la capacité de cette bactérie à produire des infections.
«Nous avons découvert que les mucines ont des effets régulateurs et peuvent provoquer des changements de comportement chez toute une gamme d’agents pathogènes, mais nous pouvons maintenant identifier le mécanisme moléculaire et les entités qui en sont responsables, à savoir les glycanes», explique Ribbeck.
Dans leurs expériences, les chercheurs ont utilisé des collections de centaines de glycanes, mais envisagent maintenant d’étudier les effets des glycanes individuels, susceptibles d’interagir spécifiquement avec différentes voies ou différents microbes.
«Il s’agit d’un document important, car il montre que la formation de biofilm bactérien est inhibée par le mucus, en particulier via ses glycanes. Ribbeck a de nouveau montré que le mucus avait des effets bénéfiques sur les bactéries et qu’il était plus complexe qu’on ne le pensait », déclare Gunnar Hansson, professeur de biochimie médicale à l’Université de Göteborg, qui n’a pas participé à cette étude.

Exploiter le pouvoir du mucus contre les infections résistantes aux antibiotiques

Ribbeck et d’autres chercheurs s’intéressent maintenant à utiliser ce qu’ils ont appris sur les mucines et les glycanes pour développer du mucus artificiel, ce qui pourrait offrir une nouvelle façon de traiter les maladies résultant d’une perte ou d’une désactivation du mucus.
Exploiter les pouvoirs de la glaire pourrait également donner lieu à de nouvelles méthodes de traitement des infections qui résistent aux antibiotiques, car elle offre une stratégie complémentaire aux antibiotiques traditionnels, explique Ribbeck.
Source : MIT
Crédit photo : Pixabay

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