Crédit :Hôpital pour enfants de Boston
Les cellules immunitaires appelées « cellules tueuses » ciblent les bactéries qui envahissent les cellules de l'organisme, mais comment font-ils cela si efficacement? Les bactéries peuvent développer rapidement une résistance aux antibiotiques, pourtant, il semble qu'ils n'aient pas été aussi facilement capables d'échapper aux cellules tueuses. Cela a poussé les chercheurs à s'intéresser au mécanisme exact utilisé par les cellules tueuses pour détruire les envahisseurs bactériens.
Bien qu'une façon dont les cellules tueuses puissent déclencher la mort bactérienne soit d'infliger des dommages oxydatifs, on n'a pas encore du tout compris comment les cellules tueuses détruisent les bactéries dans des environnements sans oxygène.
Maintenant, pour la première fois, des chercheurs ont attrapé des cellules tueuses en flagrant délit de meurtre microbien, en les observant alors qu'ils tuaient systématiquement trois souches de microbes :E. coli et les bactéries responsables de l'infection à Listeria et de la tuberculose. Le processus inflige la mort des cellules bactériennes, que l'environnement contienne ou non de l'oxygène.
Leurs découvertes, Publié dans Cellule , révèlent que les cellules tueuses agissent méthodiquement, tirer des enzymes mortelles dans des bactéries pour "programmer" une panne interne complète et la mort cellulaire.
Les chercheurs, de l'hôpital pour enfants de Boston, le Wistar Institute et l'Université du Michigan (U-M), utilisé une approche tout aussi systématique pour faire la découverte.
"Nous avons pris trois bactéries très différentes - et pour voir quelles protéines ont été détruites par les cellules tueuses - nous avons déjà mesuré leurs niveaux de protéines, pendant et après leur attaque, " dit Judy Lieberman, MARYLAND, Doctorat, du Boston Children's Program in Cellular and Molecular Medicine (PCMM), qui est co-auteur principal de l'étude.
Les protéines sont essentielles à la vie car elles dirigent l'utilisation des nutriments et la production de la machinerie cellulaire dont les bactéries ont besoin pour survivre.
Ce dessin animé, intitulé "Clé à Singe", décrit comment le granzyme B cible et perturbe la synthèse des protéines chez les bactéries. Ici, la synthèse des protéines bactériennes est décrite comme une chaîne de traitement où le granzyme B - le groupe de singes perturbateurs - arrête les systèmes essentiels des bactéries, provoquant une catastrophe. Crédit :Oeuvre de Sylvie Shaffer du Wistar Institute.
"Chaque souche de bactéries en a environ 3, 000 protéines et nous avons vu que, dans les trois espèces bactériennes, environ cinq à 10 pour cent de ces protéines ont été réduites par l'enzyme induisant la mort des cellules tueuses, appelé granzyme B, " dit Lieberman. " Si vous faites une liste des protéines dont les bactéries ont absolument besoin pour survivre, ce serait une petite liste—fait intéressant, cela semble être identique à la liste des résultats de granzyme B. "
Plus mortel que les antibiotiques
Pour porter le coup fatal du granzyme B, les cellules tueuses recherchent des marqueurs de surface sur les surfaces cellulaires du corps qui pourraient indiquer qu'un envahisseur bactérien a élu domicile à l'intérieur de la cellule. Les cellules tueuses s'accrochent ensuite à la cellule infectée et utilisent une enzyme pour créer un petit pore à la surface de la cellule, par lequel ils injectent le granzyme B. Une fois que le granzyme B pénètre dans la cellule, il passe dans la bactérie envahissante et détruit essentiellement les protéines critiques pour la survie des cellules ainsi que ses ribosomes, les morceaux de la machinerie cellulaire des bactéries qui fabriquent réellement les protéines.
"Les ribosomes de la bactérie se désagrègent et cessent de fonctionner, " dit Lieberman, également professeur de pédiatrie à la Harvard Medical School.
C'est comme si l'usine de vie interne des bactéries perdait non seulement les plans des pièces qu'elle doit fabriquer, mais subit également une défaillance mécanique catastrophique de sa chaîne de montage.
"En découvrant les protéines bactériennes que les cellules tueuses 'éliminent, ' nous avons identifié des cibles thérapeutiques potentielles qui pourraient ouvrir la voie à une nouvelle classe de médicaments antimicrobiens, " suggère Lieberman.
« Nous vivons actuellement une énorme crise de résistance aux antibiotiques dans la plupart des médicaments qui traitent des maladies comme la tuberculose ou la listeria, ou des agents pathogènes comme E.coli, ne sont pas efficaces, " dit Sriram Chandrasekaran, Doctorat, co-auteur principal de l'étude de l'U-M, dans un communiqué de presse. "Donc, il y a un énorme besoin de comprendre comment le système immunitaire fait son travail. Nous espérons concevoir un médicament qui s'attaque aux bactéries de la même manière."
Surtout, peu importe combien de fois les chercheurs ont exposé la bactérie au granzyme B, la bactérie n'a pas développé de résistance à son attaque fatale. Il est possible que la seule façon pour les bactéries de survivre soit de se camoufler afin que les cellules tueuses ne puissent pas les "voir" et y injecter du granzyme B.
Lieberman cherche maintenant les mécanismes spécifiques par lesquels les bactéries pourraient échapper aux cellules tueuses. Elle étudie également comment des "voies de mort" similaires agissent sur les champignons et les parasites, comme ceux qui causent le paludisme.
