Des trous se forment. Crédit :Edward S. Parsons et al. UCL
Pour tuer les bactéries dans le sang, notre système immunitaire repose sur des nanomachines qui peuvent ouvrir des trous mortels dans leurs cibles. Les scientifiques de l'UCL ont maintenant filmé ces nanomachines en action, découvrir un goulot d'étranglement clé dans le processus qui aide à protéger nos propres cellules.
La recherche, Publié dans Communication Nature , nous permet de mieux comprendre comment le système immunitaire tue les bactéries et pourquoi nos propres cellules restent intactes. Cela peut guider le développement de nouvelles thérapies qui exploitent le système immunitaire contre les infections bactériennes, et des stratégies qui réorientent le système immunitaire pour agir contre d'autres cellules indésirables du corps.
Dans des recherches antérieures, les scientifiques ont imagé les caractéristiques de l'attaque chez les bactéries vivantes, montrant que la réponse du système immunitaire entraîne la propagation de « trous de balle » dans les enveloppes cellulaires des bactéries. Les trous sont incroyablement petits avec un diamètre de seulement 10 nanomètres.
Pour cette étude, les chercheurs ont mimé comment ces trous mortels sont formés par le complexe d'attaque membranaire (MAC) à l'aide d'une surface bactérienne modèle. En suivant chaque étape du processus, ils ont découvert que peu de temps après que chaque trou ait commencé à se former, le processus s'est arrêté, offrant un répit pour les propres cellules du corps.
"Il semble que ces nanomachines attendent un moment, permettre à leur victime potentielle d'intervenir au cas où il s'agirait d'une des propres cellules du corps au lieu d'un insecte envahissant, avant de porter le coup fatal, " a expliqué le Dr Edward Parsons (UCL London Centre for Nanotechnology).
Complexes d'attaque membranaire - imagés sur le dos d'une bactérie. Les barres d'échelle correspondent à 800 (à gauche) et 30 (à droite) nanomètres. Crédit :EMBO Journal (2019), 10.15252/embj.201899852.
L'équipe dit que le processus s'interrompt car 18 copies de la même protéine sont nécessaires pour compléter un trou. Initialement, il n'y a qu'une seule copie qui s'insère dans la surface bactérienne, après quoi les autres copies de la fente protéique se mettent en place beaucoup plus rapidement.
"C'est l'insertion de la première protéine du complexe d'attaque membranaire qui provoque le goulot d'étranglement dans le processus de mise à mort. Curieusement, il coïncide avec le point où la formation de trous est empêchée sur nos propres cellules saines, les laissant ainsi intacts, " a déclaré le professeur Bart Hoogenboom (UCL Physique &Astronomie).
Une séquence vidéo de la formation d'un trou dans une surface bactérienne, enregistré à 6,5 secondes par image. La barre d'échelle (voir premier cadre) correspond à 30 nanomètres. Crédit :Edward S. Parsons et al.
Pour filmer le système immunitaire en action à une résolution nanométrique et à quelques secondes par image, les scientifiques ont utilisé la microscopie à force atomique. Ce type de microscopie utilise une aiguille ultrafine pour sentir plutôt que voir des molécules sur une surface, semblable à une personne aveugle qui lit le braille. L'aiguille scanne à plusieurs reprises la surface pour produire une image qui se rafraîchit suffisamment rapidement pour suivre comment les protéines immunitaires se rassemblent et pénètrent dans la surface bactérienne.
