Des chercheurs belges découvrent une faille dans les bactéries à Gram négatif

Lorsque les bactéries sont confrontées à un stress, SlyB agit comme un gardien, essentiel pour empêcher la cellule bactérienne de mourir. Cette découverte permet non seulement d'approfondir la compréhension des mécanismes de survie des bactéries, mais elle ouvre également la voie à des applications potentielles dans la recherche antimicrobienne. Les résultats sont publiés dans la revue Nature."Les biologistes classent les bactéries en deux grands groupes", rappelle le VIB : les bactéries à Gram positif, caractérisées par une seule membrane, et les bactéries à Gram négatif, qui se distinguent par une membrane interne et une membrane externe.C'est cette seconde membrane qui rend les bactéries à Gram négatif particulièrement difficiles à traiter. La membrane externe forme une couche protectrice essentielle qui protège les cellules des agressions environnementales telles que les peptides antimicrobiens et les antibiotiques. L'Organisation mondiale de la santé a dressé une liste des dix agents pathogènes les plus préoccupants. Sans surprise, cette liste est principalement peuplée de bactéries à Gram négatif. Les scientifiques n'ont donc de cesse de traquer les faiblesses de ces bactéries à double couche, c'est ansi que l'équipe de chercheurs belges du VIB-VUB Center for Structural Biology vient de faire une percée majeure.Bien qu'elle constitue un bouclier protecteur pour la bactérie, la membrane externe n'est pas sans faille. Lorsqu'ils sont soumis à des facteurs de stress externes, les phospholipides de la membrane externe s'agglutinent comme des taches d'huile à la surface de la cellule. Cela crée des zones de faiblesse dans le bouclier, zones qui risquent d'éclater sous la pression de l'eau dans les cellules, ce qui entraîne l'éclatement du contenu cellulaire et la mort de la bactérie par lyse.SlyB est une protéine dont la fonction n'avait pas encore été explorée par la science.Lorsque les cellules détectent un affaiblissement de la membrane, SlyB entre en jeu. La protéine se déplace vers les déversements de phospholipides, où elle crée des structures de nanodisques en forme d'anneaux - un peu comme une bouée de sauvetage. Les nanodisques SlyB encapsulent les protéines dans les zones compromises de la membrane externe. Cette activité via SlyB protège les protéines et renforce les sections les plus faibles de la membrane externe, empêchant ainsi la perte excessive de protéines essentielles et garantissant la santé et la survie globales de la bactérie. En l'absence de SlyB, la membrane se perfore et les cellules se vident de leur sang et se lysent. "Cette découverte permet de mieux comprendre comment les bactéries Gram-négatives se protègent des conditions déstabilisantes de la membrane", explique Arne Janssens, doctorant au VIB-VUB Center for Structural Biology.L'étude n'apporte pas seulement des connaissances fondamentales sur une nouvelle famille de protéines formant des nanodisques, elle fournit également de nouveaux outils pour lutter contre les bactéries. Les chercheurs belges passent déjà aux étapes suivantes, en utilisant les propriétés uniques de SlyB à leur avantage.Les nanodisques contenant des protéines membranaires bactériennes sont purifiés et utilisés comme vecteurs de vaccination pour stimuler le système immunitaire afin qu'il puisse mieux reconnaître les menaces qui se présentent. Cette découverte ouvre également des perspectives pour la création de nouveaux médicaments qui empêchent les bactéries Gram-négatives de former des nanodisques, ce qui les rend incapables de repousser les assauts."En nous concentrant sur ces nanodisques, nous voulons faire de la stratégie de protection de la bactérie son talon d'Achille", explique le professeur Han Remaut, chef de groupe au VIB-VUB Center for Structural Biology. "Ce faisant, nous découvrons de nouvelles méthodes pour lutter contre les bactéries à Gram négatif et, en fin de compte, nous réduisons la liste des agents pathogènes préoccupants de l'OMS."L'étude est le fruit d'une collaboration entre des scientifiques de l'Institut flamand de biotechnologie (VIB), de la VUB, de l'UGent, de l'UCL Louvain-La-Neuve et de la Colorado School of Mines (États-Unis).