08.07.2014

Défenses immunitaires, de nouvelles approches pour les traitements antibiotiques

De nombreuses cellules du système immunitaire ont des mécanismes efficaces pour éliminer certaines bactéries pathogènes cibles. L'exploration de ces mécanismes est de la plus haute importance, particulièrement dans le contexte de souches bactériennes résistantes. Une équipe internationale, dirigée par Michael Walch, maître-assistant au Département de médecine de l’Université de Fribourg, a pu fournir de nouveaux indices pour le développement de thérapies antibiotiques.

Image: Thinkstock

Les bactéries pathogènes causent de graves infections qui peuvent conduire à un handicap physique ou la mort, si elles ne sont pas traitées. Chaque année, l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) recense des centaines de millions d’infections, dont près de dix millions sont létales. Au cours des dernières années, l’incidence de bactéries résistantes aux antibiotiques s’est massivement accrue; une augmentation alarmante qui a été déclarée comme état d’urgence mondiale par l’OMS.

Dans la lutte contre les bactéries résistantes aux antibiotiques, la recherche s'appuie sur les mécanismes utilisés par le système immunitaire humain lui-même. Mais de nouvelles pistes thérapeutiques se dessinent, puisqu’une équipe de recherche internationale, dirigée par Michael Walch de l’Institut d'anatomie du Département de médecine de l'Université de Fribourg, et Judy Lieberman de l’Ecole médicale de Harvard et de l'Hôpital pour enfants de Boston, a réussi à déchiffrer un mécanisme important décrivant la façon dont les lymphocytes T cytotoxiques peuvent efficacement éliminer des bactéries intracellulaires.

(Cliquer pour agrandir) Représentation schématique du mécanisme de l'action anti-bactérienne des cellules T cytotoxiques..

Lorsque les enzymes prennent le pas

Les cellules T cytotoxiques sont les principales cellules effectrices de l'immunité acquise, impliquées dans l’élimination des cellules tumorales ou des cellules infectées par le virus. Elles sont capables à la fois de détecter spécifiquement les cellules anormales et de provoquer leur élimination par l’induction de la mort cellulaire programmée. Cette dernière est initiée par un groupe de protéines enzymatiques, connu sous le nom de granzymes, qui passent à travers la membrane cellule en formant des pores grâce à la protéine perforine.

Le groupe de recherche a eu la surprise de découvrir que les granzymes sont également en mesure de développer un effet antibactérien très puissant. Cela se produit lorsque les granzymes atteignent l`intérieur des bactéries à l'aide d'une autre protéine effectrice cytotoxique, la granulysine. Dans ces conditions, les granzymes détruisent les protéines vitales de la bactérie, dont des protéines de la chaîne respiratoire ayant pour rôle principal de produire de l'énergie par la réduction de l'oxygène en eau. La fonction de la chaîne respiratoire étant perturbée par l'effet des granzymes, l’oxygène, partiellement réduit, est cumulé dans les bactéries sous forme de radicaux oxygénés, qui endommagent les composants essentiels de la bactérie, comme la membrane bactérienne et l’acide désoxyribonucléique (ADN) codant pour les gènes (voir image).

Une analyse complète de toutes les protéines bactériennes d'une souche pathogène démontre que les granzymes agissent de manière très ciblée et spécifique sur les composés vitaux de la bactérie. Ces protéines et métabolismes bactériens essentiels peuvent servir de lignes directrices pour l’élaboration de nouvelles thérapies antibiotiques. Les résultats de cette recherche viennent d’être publiés dans la revue scientifique Cell.

Référence:

Who, ANTIMICROBIALRESISTANCE Global Report on surveillance, 2014, World Health Organization.

Michael Walch et al., «Cytotoxic Cells Kill Intracellular Bacteria through Granulysin-Mediated Delivery of Granzymes», Cell, 2014. 157(6): p. 1309-1323.

Narni-Mancinelli, E. and E. Vivier, «Delivering Three Punches to Knockout Intracellular Bacteria», Cell, 2014. 157(6): p. 1251-1252.


Contact:
Michael Walch, Anatomie, Département de Médecine, 026 300 8512, michael.walch@unifr.ch