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Une collaboration de recherche internationale a permis de découvrir une nouvelle toxine bactéricide qui pourrait avoir un impact majeur sur les maladies infectieuses causées par les superbactéries.

Une toxine contre les bactéries multirésistantes

Cette toxine a une action inhibitrice de la croissance, que les bactéries injectent aux bactéries rivales pour obtenir un avantage concurrentiel. Cette découverte est le fruit d’un travail d’équipe entre les auteurs principaux John Whitney, professeur adjoint du département de biochimie et de sciences biomédicales de l’Université McMaster, et Mike Laub, professeur de biologie au Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Whitney et Shehryar Ahmad, étudiant au doctorat à l’Institut Michael G. DeGroote de recherche en infectiologie de l’Université McMaster, étudiaient comment les bactéries sécrétaient des molécules antibactériennes lorsqu’ils ont découvert une nouvelle toxine. Cette toxine était une enzyme antibactérienne que les chercheurs n’avaient jamais vue auparavant.
Après avoir déterminé la structure moléculaire de cette toxine, Whitney et Ahmad ont réalisé qu’elle ressemblait à des enzymes qui synthétisent une molécule de signalisation bactérienne bien connue appelée (p)ppGpp. Cette molécule aide normalement les bactéries à survivre dans des conditions stressantes, comme l’exposition aux antibiotiques.

Le (p)ppApp entrave l’ATP et les bactéries meurent

« La structure 3D de cette toxine était d’abord surprenante parce que aucune toxine connue ne ressemble à des enzymes qui produisent du (p)ppGpp, et le (p)ppGpp lui-même n’est pas une toxine », a dit Ahmad.
Soupçonnant que cette toxine pourrait tuer des bactéries en surproduisant des quantités nocives de (p)ppGpp, l’équipe de l’Université McMaster a partagé ses conclusions avec Laub, un chercheur du Howard Hughes Medical Institute des États-Unis.
Boyuan Wang, chercheur postdoctoral au laboratoire Laub spécialisé dans la signalisation (p)ppGpp, a examiné l’activité de l’enzyme nouvellement découverte. Il s’est vite rendu compte qu’au lieu de faire du (p)ppGpp, cette enzyme produisait plutôt une molécule mal comprise mais apparentée appelée (p)ppApp. D’une manière ou d’une autre, la production de (p)ppApp était nuisible pour les bactéries.
Les chercheurs ont déterminé que la production rapide de (p)ppApp par cette toxine enzymatique épuisait les cellules d’une molécule appelée ATP. L’ATP est souvent appelé la « centrale énergétique de la cellule « , de sorte que lorsque l’approvisionnement en ATP est épuisé, les processus cellulaires essentiels sont compromis et les bactéries meurent.
« Je trouve absolument fascinant que l’évolution ait essentiellement « réutilisé » une enzyme qui aide normalement les bactéries à survivre à un traitement antibiotique et l’ait plutôt utilisée comme arme antibactérienne », a déclaré Whitney.

Une découverte importante dans la lutte aux superbactéries

« Il s’agit d’une découverte importante qui pourrait avoir des répercussions sur le développement de solutions de rechange aux antibiotiques, une priorité mondiale dans la lutte contre la résistance aux antimicrobiens. Il est encourageant de voir que de jeunes chercheurs canadiens comme le Dr Whitney prospèrent et deviennent des chefs de file dans ce domaine », a déclaré Charu Kaushic, directeur scientifique de l’III-IRSC et professeur de pathologie et de médecine moléculaire à McMaster.
Cette recherche a été publiée dans Nature.
Source : McMaster University
Crédit photo : Pixabay