Une toxine produite par une bactérie qui provoque des infections des voies urinaires est liée à, pourtant différent sur des points essentiels de, la toxine qui cause la coqueluche, selon de nouvelles recherches. Les résultats, qui sera publié dans le numéro du 8 septembre de Le Journal de Chimie Biologique , pourrait aider au développement de nouveaux vaccins.

L'ingrédient clé du vaccin existant contre la coqueluche, ou coqueluche, est une forme inactive de toxine coquelucheuse. La toxine active de la coqueluche agit en pénétrant dans les globules blancs et en modifiant chimiquement une catégorie de protéines G, qui sont des molécules de signalisation essentielles. Ces protéines G modifiées ne sont plus capables de se lier à leurs récepteurs, qui perturbe la signalisation essentielle à l'intérieur de la cellule, désactivant localement la réponse immunitaire et permettant aux bactéries de proliférer. La toxine coquelucheuse inactive trouvée dans le vaccin apprend au système immunitaire à éviter ce silence.

Des protéines similaires à la toxine coquelucheuse sont produites par de nombreuses bactéries, mais on sait relativement peu de choses sur ce qu'ils font ou comment ils fonctionnent. Une équipe de recherche supervisée par Jamie Rossjohn à l'Université Monash à Melbourne, Australie, était intéressé à étudier la diversité des toxines de type coqueluche peu étudiées et à voir ce que l'on pouvait en tirer.

"[La toxine de la coqueluche] est vraiment une molécule assez étonnante, et il a été hautement essentiel dans le vaccin contre la coqueluche, " a déclaré Dene Littler, le chercheur qui a dirigé les travaux. « J'étais vraiment enthousiasmé par l'idée qu'il pourrait y avoir d'autres formes de cette toxine dans d'autres bactéries, peut-être dans les bactéries qui causent des infections chroniques à long terme où il est tout à fait nécessaire que les bactéries désactivent le système immunitaire pour vivre. »

Littler et ses collègues ont recherché des séquences d'ADN similaires à celles codant pour la toxine de la coqueluche parmi les génomes de bactéries publiés. Ils ont trouvé un certain nombre de séquences de toxines de type coqueluche dans les génomes du sous-ensemble de souches de E. coli qui peuvent vivre de manière bénigne dans l'intestin mais provoquer des symptômes s'ils pénètrent dans le sang ou les voies urinaires. C'était un indice que les toxines de type coqueluche sont répandues parmi les agents pathogènes. E. coli , mais on ne savait pas si le E. coli toxine coquelucheuse, ou EcPlt, fonctionne de la même manière que la toxine coquelucheuse.

« J'étais particulièrement intéressé par ce qui s'est passé une fois que les toxines [produites par E. coli ] étaient à l'intérieur de la cellule, " Littler a dit. De nombreuses études sur les toxines bactériennes examinent comment les toxines pénètrent d'abord dans les cellules et l'effet sur la cellule, pas précisément comment la toxine change - et est modifiée dans - l'environnement intracellulaire.

L'équipe a mené des études biochimiques sur EcPlt à partir d'une souche bactérienne qui provoque des infections des voies urinaires. Ils ont produit le premier rapport de la forme active de l'EcPlt à l'intérieur des cellules humaines, décrivant comment l'environnement chimique à l'intérieur de la cellule a provoqué le changement de forme et l'activation de la protéine.

Ils ont également constaté que, bien qu'EcPlt modifie la même protéine G et perturbe la même voie de signalisation que la toxine coquelucheuse, il le fait d'une manière légèrement différente. La toxine coquelucheuse est capable de modifier un seul acide aminé spécifique dans sa cible de protéine G humaine; si cet acide aminé change, la protéine G n'est plus affectée par la toxine coquelucheuse. EcPlt, d'autre part, modifié un acide aminé différent mais perturbé de la même manière la signalisation de la protéine G.

"Peut-être que la façon dont la coqueluche fait [cette modification] est tout simplement plus difficile à défaire pour les cellules humaines, " Littler a dit, spéculant sur les raisons pour lesquelles la coqueluche causée par la toxine coquelucheuse est une maladie plus grave que les infections des voies urinaires causées par des bactéries productrices d'EcPlt.

Littler espère que la compréhension de la diversité naturelle des toxines de type coqueluche pourrait aider à améliorer les vaccins existants et à en créer de nouveaux.

« Nos structures de toxines aident à identifier le fonctionnement des toxines de type coqueluche et aident à définir des moyens de produire des versions inactives, " Littler a dit. " La composante toxine coquelucheuse du vaccin DTaP est très efficace. Les vaccins dirigés contre d'autres protéines de type coqueluche pourraient être tout aussi efficaces pour prévenir la maladie. »