Des chercheurs de l'Institut Quadram ont identifié des gènes codant pour une version encore inconnue de la neurotoxine botulique dans des bactéries provenant de l'intestin d'une vache.

C'est la première fois qu'un groupe intact de gènes pour fabriquer la neurotoxine botulique est découvert en dehors de la bactérie Clostridium botulinum ou de ses proches parents, et seulement le deuxième signalement d'une nouvelle toxine botulique au cours des 40 dernières années.

Clostridium botulinum est un agent pathogène dangereux qui forme la toxine botulique très puissante, qui, une fois ingéré, provoque le botulisme, une maladie neuroparalytique mortelle. Mais la neurotoxine botulique est désormais également utilisée dans une gamme de procédures médicales, ainsi qu'à des fins cosmétiques. La découverte de ce nouveau type de neurotoxine botulique, d'une source inattendue, a le potentiel d'élargir encore plus la gamme d'utilisations médicales.

Les gènes qui codent la protéine de la toxine botulique ainsi que les protéines accessoires qui protègent la toxine botulique et assurent son fonctionnement, sont organisés en grappe de gènes. Dans de nouvelles recherches, publié dans la revue Lettres FEBS , des scientifiques du Quadram Institute ont effectué une recherche dans la base de données Whole Genome Sequence du National Center for Biotechnology Information. En utilisant des techniques bioinformatiques, Dr Jason Brunt et Dr Andrew Carter, en collaboration avec le professeur Mike Peck et le Dr Sandra Stringer, examiné cette base de données pour d'autres entrées qui étaient similaires aux protéines prédites que le gène de la toxine botulinique produirait. L'étude a été financée par le Conseil de recherche en biotechnologie et sciences biologiques.

Cette recherche a permis d'identifier un groupe de gènes non encore découverts codant pour une nouvelle neurotoxine botulique et des protéines accessoires dans le génome d'une espèce de bactérie Enterococcus isolée des excréments de vache.

Les bactéries entérocoques habitent généralement le tractus gastro-intestinal des animaux et des humains. Certains sont des commensaux, faisant partie du microbiome normal qui peuple l'intestin. D'autres sont connus pour causer des maladies. Cette souche particulière a été isolée des excréments de vache aux États-Unis, mais on ne sait pas si la vache montrait des signes de botulisme. L'analyse suggère que le groupe de gènes est susceptible d'être activement exprimé et de produire la toxine, l'équipe de recherche est donc intéressée à effectuer d'autres recherches pour comprendre quels effets le transport de cette bactérie a sur les animaux.

En plus de comprendre les implications de la découverte de cette nouvelle variante du groupe de gènes du botulisme dans une espèce de bactérie intestinale non clostridienne, l'équipe est intéressée à explorer comment cela pourrait aider à développer de nouveaux traitements pour les maladies. Les chercheurs ont trouvé des indications de la modélisation de la structure en 3D que cette nouvelle version de la toxine pourrait posséder un nouveau mécanisme de ciblage, qui pourrait lui permettre de traiter un plus large éventail de conditions.

"Une fois exprimé sous forme de protéine, cette nouvelle neurotoxine pourrait posséder de nouvelles propriétés, telles que les propriétés immunomodulatrices le rendant utile pour un très large éventail de problèmes médicaux. Il peut également avoir des propriétés qui en font un candidat idéal pour une utilisation comme alternative aux neurotoxines botuliques existantes telles que le Botox », a déclaré le Dr Jason Brunt.

"C'est une question intrigante de savoir comment cette souche d'Enterococcus a acquis un groupe de gènes de neurotoxine botulique, quel bénéfice il apporte à cette bactérie, et des travaux supplémentaires sont nécessaires pour explorer les implications de notre découverte importante en ce qui concerne la possibilité de son transfert entre les bactéries. Des travaux supplémentaires sont également nécessaires pour caractériser cette nouvelle toxine, mais les premières indications sont que cela peut être une découverte très importante. Nous allons maintenant déterminer la puissance de cette nouvelle toxine botulique et comment elle peut être utilisée comme agent thérapeutique, " a déclaré le Dr Andrew Carter.