INFECTION : Comment les bactéries perforent les membranes cellulaires
À l'aide d'une nouvelle technique de microscopie de pointe à niveau de précision moléculaire, cette équipe de l’University of New South Wales (UNSW, Sydney) décrypte, au niveau moléculaire, les processus par lesquels les protéines bactériennes traversent les membranes des cellules de mammifères. Ces nouvelles connaissances présentées dans la revue eLife, contribuent à expliquer le processus de l’infection bactérienne mais aussi certaines réponses utilisées par les cellules immunitaires pour détruire les cellules cancéreuses ou infectées.
Tous les organismes vivants sont armés d'ensembles spécialisés de protéines « perforatrices » qu’ils utilisent pour attaquer les cellules d'autres organismes. Les cellules immunitaires des mammifères utilisent des protéines porogènes (qui produisent des pores) pour détruire les cellules cancéreuses ou infectées. Les bactéries et autres agents pathogènes utilisent ces protéines pour lyser ou pénétrer dans les cellules hôtes. Cette étude décrypte précisément comment les molécules de protéines individuelles s'assemblent pour former ces pores.
4 molécules porogènes suffisent à percer la membrane
Ces biologistes moléculaires ont développé une technique de microscopie à molécule unique pour étudier ces processus et « suivre » la voie de formation des pores par une protéine bactérienne, appelée perfringolysine O, qui cible les cellules de mammifères. Ils documentent à un niveau de détail moléculaire le processus et les étapes cruciales par lequelles ce complexe protéique s'assemble à la surface des membranes plasmiques et jusqu'au moment fatidique où il « ouvre » les pores dans la membrane cellulaire.
« La méthode de microscopie à molécule unique nous a permis de suivre l'assemblage de pores individuels mais aussi d’identifier des points de faiblesse et des voies d'intervention possibles », commente l’auteur principal, Till Böcking, professeur agrégé de recherche médicale à l'UNSW.
4 molécules porogènes peuvent ainsi déclencher la formation d’une pore : les expériences révèlent qu'une fois que 2 molécules porogènes se lient sur la membrane cellulaire, cette interaction stable déclenche le processus d'ajout de protéines porogènes supplémentaires pour compléter l'anneau. Sachant que les pores peuvent s'ouvrir avant même que la construction des anneaux ne soit terminée ; ainsi, un arc formé de seulement 4 molécules, peut permettre la constitution et l’ouverture d’une pore.
L'identification des étapes de cette voie d'assemblage va en effet permettre aux scientifiques de concevoir de nouvelles stratégies pour cibler la formation de pores
dans l’objectif de moduler leur activité à la fois dans l'immunité, et au cours de l'infection.
Ainsi,
ces cellules bactériennes ou immunitaires sont dotées de machines de perforation très efficaces
qui ont évolué pour former des pores dans toutes sortes de circonstances.
Les chercheurs émettent l'hypothèse que le mécanisme observé avec la perfringolysine O pourrait être similaire pour d'autres membres de la famille de protéines porogènes - appelées cytolysines, dépendantes du cholestérol - mais reste encore à tester.
Source: eLife 24 Aug, 2022 DOI: 10.7554/eLife.74901 Single-molecule analysis of the entire perfringolysin O pore formation pathway
Cette actualité a été publiée le 9/10/2022 par