Le choléra est une maladie dévastatrice pour des millions de personnes dans le monde, principalement dans les pays en développement, et le type dominant de choléra aujourd'hui est naturellement résistant à un type d'antibiotique habituellement utilisé comme traitement de dernier recours.

Des chercheurs de l'Université de Géorgie ont maintenant montré que l'enzyme qui fabrique la famille El Tor de V. cholerae résistant à ces antibiotiques a un mécanisme d'action différent de toutes les protéines comparables observées dans les bactéries jusqu'à présent. Comprendre ce mécanisme permet aux chercheurs de mieux relever le défi qu'il représente dans un monde où la résistance aux antibiotiques augmente. Les résultats de cette recherche sont publiés dans le numéro du 22 décembre de la Journal de chimie biologique .

Peptides antimicrobiens cationiques, ou PAC, sont naturellement produits par les bactéries et par le système immunitaire inné des animaux et sont également synthétisés pour être utilisés comme médicaments de dernière intention. Les souches de choléra obtiennent une résistance aux CAMP en masquant chimiquement la paroi cellulaire de la bactérie, empêcher les PAC de se lier, perturber le mur et tuer la bactérie. L'équipe de recherche de M. Stephen Trent en Géorgie avait précédemment montré qu'un groupe de trois protéines effectuait cette modification et élucidait les fonctions de deux des protéines. L'équipe a signalé le rôle de la troisième protéine - la pièce manquante dans la compréhension de la résistance au CAMP - dans le nouveau document.

L'ancien étudiant diplômé Jeremy Henderson a dirigé un projet de recherche qui a montré que cette enzyme, AlmG, attache de la glycine, le plus petit des acides aminés, au lipide A, l'un des composants de la membrane externe de la cellule bactérienne. Cette modification change la charge des molécules de lipide A, empêchant les CAMP de se lier.

La modification du lipide A est un mécanisme de défense observé chez d'autres bactéries, mais la caractérisation biochimique détaillée de l'AlmG a montré que la façon dont ce processus se produisait dans le choléra était unique.

"Il est devenu évident au cours de notre travail que la façon dont [cette enzyme] améliore la fonctionnalité du bouclier est assez différente de ce à quoi on pourrait s'attendre sur la base de ce que nous savons des groupes d'enzymes qui se ressemblent, " a déclaré Henderson.

AlmG est structuré différemment des autres enzymes de modification des lipides A, avec un site actif différent chargé d'effectuer la modification. En outre, AlmG peut ajouter une ou deux glycines à la même molécule de lipide A, ce qui n'a pas non plus été observé chez d'autres bactéries. "Cela ouvre simplement la porte à ce fonctionnement avec un mécanisme complètement différent de ce qui a été décrit dans la littérature pour les protéines apparentées, " a déclaré Henderson.

Les gènes codant pour les déterminants de la résistance aux antibiotiques peuvent se propager entre différentes espèces de bactéries, ainsi le mécanisme unique de la résistance aux médicaments CAMP dans V. cholerae est potentiellement préoccupante si elle passe à des bactéries déjà résistantes aux médicaments de première intention. "Le niveau de protection conféré par cette modification particulière de Vibrio cholerae le place dans une catégorie à part, " a déclaré Henderson.