Une collaboration unique entre deux laboratoires du centre médical UT Southwestern, l'un qui étudie les bactéries et l'autre les virus, a identifié deux protéines immunitaires qui semblent essentielles à la lutte contre les infections. Les résultats, publiés dans PLOS Pathogens , pourrait conduire à de nouvelles stratégies pour traiter les infections microbiennes et même le cancer, ont déclaré les auteurs.
"En étudiant comment les protéines bactériennes peuvent favoriser la réplication virale, nous avons découvert de nouveaux facteurs qui bloquent la réplication du virus dans des organismes allant des papillons aux humains", a déclaré Don Gammon, Ph.D., professeur adjoint de microbiologie à l'UT Southwestern.
Le Dr Gammon a codirigé l'étude avec Neal Alto, Ph.D., professeur de microbiologie et membre du Harold C. Simmons Comprehensive Cancer Center de l'UTSW, et le premier auteur Aaron Embry, B.A.Sc., un étudiant chercheur diplômé encadré dans le Gammon Lab et le Alto Lab.
Le laboratoire du Dr Gammon utilise des molécules appelées protéines d'évasion immunitaire produites par les virus. L'étude de ces protéines, qui désactivent certaines parties du système immunitaire pour permettre aux virus de se répliquer dans les cellules, peut faire la lumière sur la façon dont le système immunitaire cible les infections virales.
Comme les virus, certaines bactéries se répliquent également à l’intérieur des cellules d’autres organismes à l’aide de protéines appelées effecteurs, dont beaucoup contrecarrent les réponses immunitaires, a expliqué le Dr Alto. L'identification des protéines effectrices bactériennes est l'un des objectifs de son laboratoire.
Drs. Gammon et Alto ont estimé qu'en combinant leur expertise, ils pourraient être en mesure d'identifier les mécanismes immunitaires que les organismes utilisent pour lutter contre les infections bactériennes et virales.
Ils ont utilisé une technique génétique pour inciter les cellules des papillons à produire individuellement 210 effecteurs bactériens qui sont collectivement produits par sept agents pathogènes bactériens différents. Ils ont ensuite testé la capacité de ces cellules altérées à permettre la réplication de quatre types d'arbovirus, responsables de millions d'infections humaines chaque année.
Bien que les arbovirus soient généralement transmis par des insectes hématophages, tels que les moustiques, ils ne peuvent généralement pas se répliquer dans les cellules des papillons.
Grâce à cette méthode, les chercheurs ont identifié six effecteurs qui ont permis aux quatre arbovirus de se multiplier à l’intérieur des cellules des papillons. Alors que chacun des quatre arbovirus pouvait se répliquer dans une certaine mesure dans les cellules humaines, la modification génétique des cellules humaines pour produire ces effecteurs a considérablement stimulé la reproduction virale.
La sélection d'un seul de ces effecteurs - une protéine appelée IpaH4 isolée d'une bactérie infectante pour l'homme appelée Shigella flexneri - dans d'autres expériences a montré que cette protéine empêchait les mécanismes immunitaires cellulaires de contrecarrer la réplication virale en dégradant deux protéines appelées SHOC2 et PSMC1, qui n'avaient pas encore été détectées. auparavant été lié à l'immunité antimicrobienne.
Étant donné que les cellules des papillons et des humains produisent ces protéines, a déclaré le Dr Alto, elles semblent être apparues au début de l'évolution chez un ancêtre commun aux deux organismes. Ainsi, ces protéines jouent probablement un rôle important dans l’immunité innée chez de nombreux organismes du règne animal.
Les recherches futures sur la façon dont SHOC2 et PSMC1 fonctionnent au sein du système immunitaire pourraient conduire à de nouvelles conceptions de médicaments antibactériens et antiviraux, a déclaré le Dr Gammon. Cela pourrait également ouvrir la voie à de nouvelles thérapies pour traiter d'autres maladies, notamment le cancer, a-t-il ajouté.
Comme les cellules papillons, qui sont naturellement résistantes à la réplication de certains virus, certains types de cellules cancéreuses contrecarrent également la reproduction virale, empêchant ainsi l'utilisation efficace d'un traitement anticancéreux appelé thérapie oncolytique, dans lequel des infections virales sont utilisées pour tuer les cellules cancéreuses.
Les chercheurs prévoient de continuer à étudier comment la protéine IpaH4 et certains autres effecteurs bactériens affectent l'immunité antimicrobienne.
Plus d'informations : Aaron Embry et al, Exploiter les protéines effectrices bactériennes pour découvrir la machinerie hôte antivirale conservée au cours de l'évolution, Pathogènes PLOS (2024). DOI : 10.1371/journal.ppat.1012010
Informations sur le journal : Pathogènes PLoS
Fourni par le centre médical UT Southwestern
