L’outil en question est un système de sécrétion qui agit comme une seringue : il s’insère dans la membrane d’une cellule et permet à la bactérie d’y injecter des protéines. Cette arme, nommée T3SS pour type III secretion system (ou système de sécrétion de type III), est caractéristique de pathogènes tels que ceux de la famille Yersinia (dont Yersinia pestis, responsable de la peste). Ces bactéries utilisent leur seringue pour introduire dans la cellule hôte des protéines qui modifient son comportement, affectant notamment son système de défense pour faciliter l’infection.
Mais il n’y a pas que de “mauvaises” bactéries qui disposent de cet outil : l’étude allemande montre au contraire qu’un grand nombre de membres de notre microbiote en ont aussi ! En effet, le phylum Pseudomonadota, auquel appartient Yersinia, compte également des locataires habituels de nos intestins, dont Escherichia coli qui, en général, n’est pas nuisible pour notre santé, sauf pour quelques souches qui causent notamment des diarrhées. Les chercheurs ont regardé à la loupe les génomes de bactéries Pseudomonadota présentes dans les intestins de personnes en bonne santé, montrant que plus de 90 % d’entre elles peuvent fabriquer ces systèmes de sécrétion.
Les bactéries bénéfiques et les pathogènes n’injectent pas les mêmes protéines
Cette seringue est donc fréquente dans le microbiote, mais pour injecter quoi ? Les chercheurs ont tenté de répondre à cette question en utilisant des intelligences artificielles pour analyser ces génomes et y chercher des protéines candidates. Plus de 3.000 ont été identifiées dans les bactéries du microbiote ayant le système de sécrétion, dont au moins quelques dizaines sont en effet sécrétées à travers ces seringues, selon des tests en laboratoire. Puis, ils ont comparé ces protéines à celles trouvées chez des pathogènes ayant cette seringue, montrant qu’elles étaient très différentes, autant en séquence qu’en structure.
Les chercheurs ont ensuite utilisé un logiciel pour prédire toutes les interactions possibles entre ces protéines et celles produites par les cellules humaines. Résultat : il y avait 1.255 interactions possibles, impliquant 286 protéines bactériennes et 426 protéines humaines. Les voies les plus représentées parmi ces protéines étaient celles impliquées dans l’immunité, par exemple celle du facteur de transcription NF-κB, qui contrôle l’apoptose (la mort cellulaire programmée). Ces interactions ont été confirmées en laboratoire : cinq protéines bactériennes entrainent l’activation de NF-κB, alors que trois bloquent son action. « Cela change fondamentalement notre compréhension des bactéries commensales, affirme le directeur de l’étude, Pascal Falter-Braun, dans un communiqué. Cela montre que ces bactéries non pathogènes ne sont pas seulement des résidents passifs, mais peuvent manipuler activement les cellules humaines en y injectant des protéines. »
Un lien avec la maladie de Crohn ?
Les bactéries du microbiote peuvent donc modifier directement notre immunité, mais avec quelles conséquences ? Une analyse du microbiote de personnes avec des troubles inflammatoires du côlon nous donne des pistes. Les chercheurs ont étudié la présence de ces protéines bactériennes chez 504 avec la maladie de Crohn et 302 avec une colite ulcéreuse, comparés à 334 personnes en bonne santé. Une partie de ces protéines était plus fréquente chez les personnes présentant la maladie de Crohn par rapport aux personnes en bonne santé, contrairement à ce qui était observé pour la colite ulcéreuse. Des analyses ultérieures montrent que ces protéines surreprésentées dans la maladie de Crohn interagissent avec des protéines impliquées dans la maladie. Selon les auteurs, il est possible que ces bactéries non pathogènes du microbiote affectent néanmoins notre immunité. Cette influence pourrait être positive dans certains cas, par exemple en diminuant le risque de colite ulcéreuse… mais elle pourrait aussi être négative, augmentant le risque de développer la maladie de Crohn.
Source:
www.sciencesetavenir.fr
