Infections avec Salmonelle bactéries, souvent causée par la consommation ou la manipulation de viande ou d'œufs insuffisamment cuits, touchent environ 100 millions de personnes par an dans le monde. Les souffrances causées par l'infection - crampes abdominales, fièvre et diarrhée - est le résultat d'un ensemble extrêmement précis d'interactions moléculaires entre la bactérie et les cellules humaines infectées. Dans une nouvelle étude publiée dans le Journal de chimie biologique , des chercheurs de l'Imperial College de Londres et du Francis Crick Institute rapportent certains des détails sur la façon dont Salmonelle arrête une voie immunitaire après l'infection.

Lorsqu'un agent pathogène comme Salmonelle enterica infecte une cellule, la cellule active une série de signaux, aboutissant à l'activation de certains gènes pour activer des réponses immunitaires protectrices. Un groupe de protéines qui activent les gènes liés au système immunitaire est connu sous le nom de facteurs de transcription NF-kB. Salmonelle , cependant, produit son propre ensemble de protéines qui empêchent cela de se produire.

"Ces (protéines bactériennes) fonctionnent comme une paire de ciseaux moléculaires, en coupant les facteurs de transcription NF-kappaB et en sabotant ainsi la réponse immunitaire des cellules infectées, " dit Teresa Thurston, l'enquêteur de l'Impériale qui a supervisé les travaux.

Ces protéines de sabotage, collectivement appelées protéines effectrices de la métalloprotéase du zinc, agir avec une délicatesse surprenante pour les saboteurs. Dans les cellules humaines qui Salmonelle entérique infecte, il existe cinq types différents de protéines NF-kappaB, mais le Salmonelle les effecteurs n'en ont découpé que trois, laissant les deux autres intacts.

"L'interaction entre l'hôte et le pathogène est très complexe, " A déclaré Thurston. "Donc, je pense que cette sélectivité signifie que (les protéines bactériennes) sont capables d'affecter un bras particulier de la réponse immunitaire tout en gardant les autres bras intacts. Et, de cette façon, ils affinent vraiment la réponse immunitaire de l'hôte plutôt que d'avoir un effet de bombardement général."

L'équipe de Thurston, dirigé par l'étudiant diplômé Elliott Jennings, voulait comprendre comment ces protéines bactériennes pouvaient se comporter avec une telle précision au niveau moléculaire. Faire cela, l'équipe a produit une structure 3D détaillée de l'un d'eux, à la fois seul et en complexe avec une protéine NF-kappaB humaine.

Ils ont découvert un mécanisme sophistiqué de sabotage moléculaire. Les facteurs de transcription NF-kappaB font leur travail d'activation des gènes du système immunitaire en se liant à l'ADN à des emplacements spécifiques. Les Salmonelle les protéines effectrices prennent la forme approximative et la charge électrique du squelette de l'ADN, tromper essentiellement les protéines NF-kappaB pour qu'elles s'y tiennent à la place ; une fois que cela se produit, les Salmonelle protéine coupe la protéine NF-kappaB.

La précision avec laquelle cela se produit - en ciblant seulement trois protéines NF-kappaB sur cinq - est fortement déterminée par la façon dont les effecteurs bactériens interagissent avec un seul acide aminé dans les protéines NF-kappaB ciblées.

"Avec un seul changement dans la séquence d'acides aminés, nous pourrions créer une cible qui ne pourrait plus être coupée, " dit Thurston. " Et vice versa :après avoir changé un seul acide aminé, (l'effecteur) était alors capable de cliver une protéine qui n'était normalement pas ciblée."

En d'autres termes, les protéines bactériennes distinguent les protéines humaines sur la base d'un seul acide aminé spécifique.

Ensemble, ces résultats contribuent à une image complexe de la façon dont Salmonelle écrase son hôte humain en brisant soigneusement les molécules clés des voies de signalisation immunitaire.

"Peut-être qu'une fois que nous aurons une image complète de la façon dont les bactéries en attrapent un sur leurs hôtes, nous pouvons faire pencher la balance en faveur de l'hôte, " dit Thurston. " Dans le cas de Salmonelle infection, cela peut être important, car de nombreux décès sont associés à des patients immunodéprimés. »