Des chercheurs décryptent une infection bactérienne mortelle chez les porcs

le Clostridium perfringens La bactérie fait partie du grand genre Clostridium qui peut provoquer diverses maladies mortelles chez les animaux et les humains. Les infections à Clostridium sont répandues. Ces bactéries sont dangereuses car elles produisent des poisons extrêmement puissants (toxines) qui causent des dommages ciblés aux cellules de l'hôte. Les maladies redoutées causées par Clostridium comprennent le botulisme, le tétanos, la gangrène gazeuse et les infections intestinales, par exemple.

Le groupe de Horst Posthaus à l'Institut de pathologie animale de l'Université de Berne étudie une infection intestinale chez les porcs causée par Clostridium perfringens. Il y a 10 ans, ils étaient déjà en mesure de démontrer que la toxine produite par la bactérie, la toxine dite bêta, tue les cellules vasculaires et provoque ainsi des saignements dans l'intestin du porcelet. Jusqu'à présent, cependant, on ne savait pas pourquoi la toxine attaquait spécifiquement ces cellules et pas d'autres. Julia Bruggisser, biochimiste et doctorante à l'Institut de pathologie animale, a maintenant réussi à résoudre l'énigme de ce mécanisme dans une collaboration interdisciplinaire entre trois facultés. Les résultats de l'étude ont été publiés dans la revue spécialisée « Cell Host & Microbe ».

Une molécule clé

Il y a environ cinq ans, la technicienne de laboratoire Marianne Wyder de l'Institute of Animal Pathology a découvert une molécule appelée Platelet-Endothelial Cell Adhesion Molecule-1 (PECAM-1 ou même CD31 pour faire court). Il est situé à la surface de diverses cellules et joue un rôle central dans les saignements intestinaux chez les porcelets. Le rôle réel de la molécule CD31 est de réguler l'interaction entre les cellules inflammatoires et les vaisseaux sanguins. Elle survient principalement sur les cellules situées à l'intérieur des vaisseaux sanguins (les cellules dites endothéliales).

Au cours des expériences, il a été remarqué que le CD31 et la toxine bêta sont distribués presque à l'identique sur ces cellules. « Notre projet résulte de cette première observation », explique Horst Posthaus.

Julia Bruggisser de l'Institute of Animal Pathology a découvert que la toxine libérée par la bactérie dans l'intestin s'attache au CD31. Comme la toxine bêta compte parmi les toxines porogènes, elle perce ainsi la membrane cellulaire et tue les cellules endothéliales. Cela entraîne des dommages aux vaisseaux et des saignements dans l'intestin.

Des chercheurs de l'Université de Berne unissent leurs forces

La collaboration entre plusieurs groupes de recherche de l'Université de Berne a été essentielle à la réussite du projet.

Pour mes recherches, je travaille dans trois laboratoires de l'université. Bien que ce soit difficile, j'apprends beaucoup et surtout, c'est amusant. « 

Julia Bruggisser, Institut de pathologie animale, Université de Berne

En plus de la pathologie animale, elle travaille également avec des groupes dirigés par Britta Engelhardt (Theodor-Kocher Institute) et Christoph von Ballmoos (Département de chimie et biochimie). «Ils avaient les bonnes questions et les bonnes idées. Nous avons pu apporter notre savoir-faire concernant le CD31 et les méthodes et réactifs que nous avions développés dans l'étude», explique Britta Engelhardt. « Il s'est parfaitement assemblé », ajoute Christoph von Ballmoos.

Meilleure prophylaxie et médicaments

La découverte permet de développer de meilleurs vaccins afin de prévenir la maladie mortelle chez le porc. « Mais nous voulons également déterminer si la fixation de la toxine bêta au CD31 sur les cellules endothéliales permet également le développement de nouvelles formes de thérapie, pour les maladies vasculaires chez l'homme par exemple. Nous avons déjà entamé plus de collaborations au sein de l'Université de Berne à cette fin « , explique Horst Posthaus.

Cette étude a été financée par le Fonds national suisse (FNS) et par une bourse pour les étudiants internationaux de l'Université de Berne.

La source:

Référence de la revue:

Bruggisser, J., et al. (2020) CD31 (PECAM-1) sert de récepteur spécifique aux cellules endothéliales de la toxine β de Clostridium perfringens. Hôte cellulaire et microbe. doi.org/10.1016/j.chom.2020.05.003.

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