L’UNE DES ARMES secrètes de Listeria monocytogenes vient d’être découverte par des chercheurs français et belges. Il faut dire que, pour son malheur, cette bactérie, fournit un excellent modèle d’étude des interactions hôte-pathogène. Elle est donc tout particulièrement dans le collimateur des groupes de recherche. Deux équipes de l’Institut Pasteur, celles de Pascale Cossart (Inserm U604, INRA USC2020) et d’Anne Dejean (Inserm U579), en collaboration avec l’université de Ghent, ont découvert que la bactérie produit une toxine capable d’annihiler une puissante machinerie défensive de la cellule : la SUMOylation. Schématiquement, il s’agit d’une modification réversible au cours de laquelle un polypeptide similaire à une ubiquitine, le module SUMO, se fixe à des protéines cibles.
Au cours de l’infection, L. monocytogenes détourne pour son propre compte nombre de fonctions cellulaires. Mais son action sur la SUMOylation demeurait hypothétique. C’est tout l’intérêt du travail français que d’avoir confirmé l’hypothèse.
Le blocage la SUMOylation.
Les chercheurs ont comparé l’évolution de protéines conjuguées au polypeptide SUMO sur des cellules non infectées, sur d’autres infectées par L. monocytogenes et sur un 3e lot infecté par une Listeria non pathogène (L. innocua). Au bout de 3 heures, dans les cellules infectées était relevée une diminution des SUMO, ce qui ne survenait ni dans les cellules témoins, ni dans celles infectées par L. innocua. Le blocage la SUMOylation était donc fortement suspecté. Une analyse protéomique des protéines conjuguées à SUMO, le confirmait.
La démarche scientifique a justifié l’expérience inverse. Les chercheurs ont augmenté le niveau de SUMOylation de cellules en y surexprimant SUMO. Puis ils les ont infectées par L. monocytogenes. Au bout de sept heures le nombre de bactéries intracellulaires a été comptabilisé. Il était nettement moindre dans ces cellules que dans des cellules témoins.
Au cours de l’infection par L. monocytogenes la chute des protéines SUMO est déclenchée par la listériolysine (LLO), un facteur de virulence bactérienne. Elle induit, d’une part, la dégradation d’Ubc9, une enzyme essentielle au mécanisme de la SUMOylation et, d’autre part, la dégradation de quelques protéines SUMOylisées. Cette action de la listériolysine sur l’enzyme (Ubc9) dépend de son aptitude à former des pores. Une activité partagée d’ailleurs avec d’autres toxines bactériennes.
Une confirmation de ce qui était constaté sur des cultures cellulaires était obtenue in vivo. Des souris ont été infectées par L. monocytogenes. Le taux d’enzyme Ubc9 a été ensuite évalué au niveau hépatique. À 48 et 72 heures après l’infection, le dosage enzymatique était effondré, vérifiant sur le vivant le travail mené in vitro.
Les chercheurs considèrent qu’ils ouvrent la porte à de nouvelles voies de recherche sur de nombreuses bactéries pathogènes. Avec, à terme, grâce à ces informations, la mise au point de nouvelles armes thérapeutiques.
Nature, 22 avril 2010, doi :10.1038/nature08963.
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