Le cuivre est connu depuis longtemps pour sa capacité à tuer les bactéries et autres microbes.

Mais dans une tournure intéressante, des chercheurs de la Washington University School of Medicine à St. Louis ont montré que Escherichia coli ( E. coli ) les bactéries - celles qui sont à l'origine des infections des voies urinaires (IVU) difficiles à traiter - détournent des traces de cuivre dans le corps et l'utilisent comme nutriment pour stimuler la croissance. La découverte suggère que le blocage de ce système peut affamer les infections à E. coli, ouvrir la porte au traitement des infections urinaires en utilisant des médicaments qui fonctionnent différemment des antibiotiques traditionnels.

L'étude est publiée le 24 juillet dans Nature Chimie Biologie .

Le cuivre est un minéral essentiel présent dans les coquillages, grains entiers, des noisettes, haricots et autres aliments. Il peut tuer les agents pathogènes à des concentrations élevées. Mais on ne savait pas comment E. coli gère les ions de cuivre présents dans l'urine, un milieu extrêmement complexe contenant de nombreux métaux traces et autres composés.

Dans des travaux antérieurs étudiant des souches d'E. coli connues pour causer des infections urinaires difficiles à traiter, les chercheurs ont montré qu'une molécule appelée yersiniabactine qui est sécrétée par la bactérie séquestre le cuivre, l'empêchant de s'accumuler à des niveaux antibactériens. Mais ce qu'il fait avec ce cuivre lié est inconnu.

"La yersiniabactine est plus fréquente chez les bactéries invasives, dont E. coli, qui causent les infections urinaires récurrentes et résistantes aux antibiotiques les plus problématiques, " a déclaré l'auteur principal Jeffrey P. Henderson, MARYLAND, Doctorat, professeur agrégé de médecine. "L'une des raisons pour lesquelles nous traitons les infections urinaires est de craindre que les bactéries envahissent d'autres zones et passent d'une nuisance à une infection beaucoup plus grave. Parce que la yersiniabactine semble être associée à des bactéries plus virulentes, nous voulions comprendre ce qu'il faisait et pourquoi il était là."

Alors que les bactéries sont connues pour apporter du fer, un autre minéral essentiel, dans la cellule, les chercheurs ont noté que E. coli ont longtemps été considérés comme dépourvus de méthode pour importer du cuivre. En effet, les scientifiques ont supposé que la yersiniabactine n'importe que du fer.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont montré que la yersiniabactine importe des ions de cuivre dans la cellule, où ces particules chargées aident à déclencher les nombreuses réactions biochimiques dont les bactéries ont besoin pour se développer et se reproduire. Les scientifiques ont en outre montré qu'une fois débarrassé de sa cargaison minérale, la yersiniabactine retourne à l'extérieur de la cellule pour éponger plus de cuivre. Les chercheurs ont baptisé cette stratégie de « passivation nutritionnelle ». En métallurgie, la passivation fait référence au traitement ou au revêtement du métal pour le rendre moins réactif.

Les chercheurs ont également montré que la yersiniabactine peut se lier à une variété de métaux au-delà du cuivre et du fer, dont nickel, cobalt et chrome.

"L'idée traditionnelle que la yersiniabactine est un importateur de fer est une vision beaucoup trop simpliste de cette molécule, " dit Henderson, qui traite les patients atteints d'infections urinaires. "Les bactéries qui sécrètent la yersiniabactine peuvent se lier à toutes sortes de métaux. Sur le site de l'infection, cette molécule semble s'accrocher aux métaux tout autour d'elle, empêcher ces métaux d'atteindre des niveaux toxiques, mais aussi apporter des quantités contrôlées d'ions métalliques à des fins nutritionnelles."

Henderson et ses collègues ont noté que les souches de E. coli sans la capacité d'introduire la yersiniabactine liée au cuivre dans la cellule étaient moins agressives que les souches qui pouvaient importer du cuivre par cette voie. Les chercheurs ont déclaré que les futurs travaux sur le développement de médicaments antibactériens pourraient chercher des moyens de bloquer la yersiniabactine, essentiellement affamer la cellule de nutriments essentiels.

Cette stratégie peut être pertinente au-delà de la E. coli qui provoquent des infections urinaires récurrentes, selon les chercheurs. Henderson a noté que la molécule de yersiniabactine est présente dans les bactéries qui causent la peste et dans les bactéries qui causent couramment la pneumonie.