Les gènes tdfJ variants sont exprimés à partir d'un site ectopique inductible dans le chromosome gonococcique. Des formes sauvages et mutées de tdfJ ont été clonées dans un vecteur de complémentation conçu pour s'insérer dans un site ectopique du chromosome gonococcique entre les locus aspC et lctP. Cette construction contient un promoteur inductible par l'IPTG et un fort site de liaison au ribosome en amont du gène inséré. (A) Schéma démontrant le génotype final des mutants gonococciques tdfJ. Des plasmides contenant du tdfJ de type sauvage ou muté ont été utilisés pour transformer la souche FA19 de N. gonorrhoeae avec son locus tdfJ natif inactivé par une cassette oméga, ce qui a donné des gonocoques qui ne produisent que du TdfJ sous induction. (B) Des mutants gonococciques de tdfJ cultivés sur des plaques de gélose GCB avec (+) et sans (-) IPTG 1 mM ont été remis en suspension dans du PBS. Les suspensions cellulaires ont été standardisées et utilisées pour préparer des lysats cellulaires, qui ont été Western blot (WB) pour évaluer la production de TdfJ et le contrôle IPTG. Une véritable souche de type sauvage, FA19, et son mutant isogénique tdfJ ont été cultivés dans des conditions limitées en zinc pour servir de témoins positifs et négatifs. La coloration de Ponceau (P.S.) des transferts est également montrée pour démontrer une charge égale. ("FA19 WT" fait référence à la vraie souche de type sauvage exprimant tdfJ à partir de son locus natif ; "WT" fait référence au gène tdfJ de type sauvage dans le site ectopique inductible ; et "ΔL3H" fait référence à un mutant de délétion dans tdfJ, qui manque 15 acides aminés de l'hélice a de la boucle 3.) Le transfert est représentatif des résultats de 3 expériences. Crédit :mBio (2022). DOI :10.1128/mbio.01670-22
La création d'une mutation qui inhibe la façon dont l'agent pathogène bactérien Neisseria gonorrhoeae provoque la gonorrhée, une infection sexuellement transmissible courante, pourrait offrir une nouvelle façon de prévenir et de traiter la maladie, selon des chercheurs de l'Institut des sciences biomédicales de la Georgia State University.
Les chercheurs ont découvert que la génération d'une mutation dans une partie clé du transporteur de la membrane externe que N. gonorrhoeae utilise pour détourner les protéines de l'immunité humaine et les dépouiller des métaux pourrait aider à prévenir l'infection par la gonorrhée. Les résultats sont publiés dans la revue mBio .
La gonorrhée, qui touche plus de 80 millions de personnes dans le monde chaque année, est une menace mondiale pour la santé publique en raison de l'incidence croissante de la résistance aux antimicrobiens, de l'augmentation des coûts de traitement et de l'absence de vaccin protecteur. Jusqu'à 80 % des cas chez les femmes sont asymptomatiques et, si elle n'est pas traitée, la gonorrhée peut avoir de graves conséquences sur la santé, notamment une maladie inflammatoire pelvienne, une grossesse extra-utérine, l'infertilité et même une endocardite et une méningite potentiellement mortelles.
Les options de traitement efficaces pour la gonorrhée diminuent en raison de l'évolution de la résistance antimicrobienne aux médicaments existants. En outre, il est difficile d'identifier des cibles vaccinales appropriées car N. gonorrhoeae modifie l'expression des molécules de surface clés et atténue la réponse immunitaire. Pour empêcher les agents pathogènes envahissants de provoquer des maladies, les humains s'appuient sur un processus appelé immunité nutritionnelle pour limiter la disponibilité de nutriments essentiels tels que le fer et le zinc et affamer les envahisseurs. Les protéines de liaison aux métaux séquestrent les métaux et limitent la quantité d'ions métalliques essentiels libres dont les agents pathogènes ont besoin pour se développer et provoquer des maladies.
Pour surmonter les efforts d'immunité nutritionnelle de l'hôte, N. gonorrhoeae déploie des transporteurs dépendants de TonB (TdT) sur sa membrane externe pour se lier aux protéines d'immunité nutritionnelle de l'hôte et les dépouiller de leurs métaux. Les TdT jouent souvent un rôle clé dans l'établissement d'infections, ce qui en fait des cibles vaccinales prometteuses.
Un TdT nommé TdfJ reconnaît le S100A7 humain, une protéine de liaison au zinc qui inhibe la réplication des agents pathogènes en cachant le zinc. N. gonorrhoeae utilise TdfJ pour extraire le zinc de S100A7 et internaliser le métal. TdfJ contient un doigt en hélice alpha dans la boucle extracellulaire 3.
Une hélice alpha similaire dans la boucle 3 d'une autre TdT gonococcique, connue sous le nom de TbpA, joue un rôle essentiel dans l'interaction entre la TbpA et la transferrine humaine, qui est nécessaire à l'absorption du fer. Sur la base de ces informations, les chercheurs ont émis l'hypothèse que l'hélice de la boucle 3 de TdfJ (L3H) participe aux interactions avec S100A7, et ils ont généré une série de mutations dans le TdfJ L3H pour déterminer si elles bloquaient la capacité de N. gonorrhoeae à acquérir du zinc et donc à causer des maladies.
"La perspective d'infections gonococciques incurables a stimulé les efforts pour identifier des cibles pour de nouvelles stratégies thérapeutiques et de prévention, et les membres de la famille des transporteurs de métaux dépendants de la membrane externe TonB sont apparus comme des candidats prometteurs car ils jouent un rôle essentiel dans l'établissement de l'infection", a déclaré Dr Cynthia Nau Cornelissen, auteur principal de l'étude, professeur universitaire émérite et directeur du Centre d'immunologie translationnelle de l'Institut des sciences biomédicales de l'État de Géorgie.
"Notre étude a révélé que la mutagenèse des résidus clés dans le TdfJ L3H réduisait la liaison du S100A7 et le piratage du zinc par le gonocoque, avec les effets les plus profonds observés avec des substitutions aux résidus K261 et R262. Prises ensemble, ces données suggèrent un rôle clé pour le TdfJ L3H dans la subversion de l'immunité nutritionnelle de l'hôte."
L'étude a caractérisé l'interaction de liaison entre l'importateur de zinc TdfJ et sa source de zinc humaine, S100A7, et a également identifié une région clé de TdfJ qui médie cette interaction.
« Nous avons détaillé pour la première fois l'interaction de liaison entre le TdfJ gonococcique et son ligand humain S100A7. Nous avons également identifié plusieurs mutations dans la boucle 3 du TdfJ qui modifient la liaison du S100A7 et l'extraction ultérieure du zinc », a déclaré Stavros A. Maurakis, premier auteur de l'étude. et un doctorat. diplômé de l'Institut des sciences biomédicales de l'État de Géorgie.
"Avec une compréhension plus approfondie des relations complexes entre ces récepteurs de nutriments bactériens et leurs sources de nutriments hôtes, nous pouvons aider à ouvrir la voie à l'identification d'une prophylaxie et/ou d'un traitement efficaces pour une maladie humaine importante." Des chercheurs découvrent que le blocage de l'absorption de minéraux clés pourrait prévenir l'infection par la gonorrhée
