Les bactéries actionnent un interrupteur électrique pour aggraver une intoxication alimentaire

« Des bactéries actionnent un interrupteur électrique pour aggraver une intoxication alimentaire », source EurekAlert.

Les modifications des mouvements des macrophages induites par l’infection disséminent les bactéries dans tout le corps.

Les bactéries comme Salmonella actionnent un interrupteur électrique au contact des cellules immunitaires, provoquant leur migration hors de l'intestin vers d'autres parties du corps, selon une nouvelle étude publiée le 9 avril dans la revue en libre accès PLOS Biology par Yaohui Sun et Alex Mogilner de l’Université de New York et leurs collègues. La découverte révèle un nouveau mécanisme sous-jacent à la toxicité de cet agent pathogène commun d'origine alimentaire.

Salmonella fait partie des causes les plus courantes et les plus meurtrières d'intoxication alimentaire, causant plus de 400 000 décès par an. Nombre de ces décès surviennent lorsque la bactérie s'échappe de l'intestin à l'intérieur de cellules immunitaires appelées macrophages. Les macrophages sont attirés par les bactéries présentes dans l'intestin par une variété de signaux, principalement des produits chimiques libérés par le site de l'infection. Une fois sur place, ils absorbent les bactéries dans le cadre de leur travail de lutte contre les infections. Cependant, plutôt que d'y rester, les macrophages chargés de bactéries quittent souvent le site et pénètrent dans le sang, disséminant les bactéries et augmentant considérablement la gravité de l'infection.

Champ électrique généré par l’infection au niveau de l’épithélium intestinal et modèle de la galvanotaxie des macrophages lors du déclenchement de la dissémination.

Les tissus tels que l'intestin génèrent souvent de petits champs électriques sur leurs surfaces extérieures, et ces champs électriques sont connus pour entraîner la migration des cellules, y compris des macrophages. Dans la nouvelle étude, les auteurs ont d'abord montré que la muqueuse du cæcum de souris (l'équivalent de l'appendice humain) maintenait un champ électrique inter-membranaire et que l'infection à Salmonella modifiait ce champ et contribuait à attirer les macrophages. Les mesures de la polarité de la charge locale indiquent que les macrophages sont attirés par l'anode ou le pôle chargé positivement dans le champ électrique. Une fois les bactéries englouties, cependant, ils sont devenus attirés par la cathode et ont inversé leur direction de migration, s'éloignant de la paroi de l'intestin vers les vaisseaux du système sanguin circulant. Ce changement a été provoqué par la composition de certaines protéines de surface chargées sur les macrophages; le mécanisme par lequel le captage bactérien déclenche ce changement est encore à l'étude.

« La dissémination, plutôt que l'infection localisée, est la principale cause de mortalité due à Salmonella (et à d'autres bactéries présentes dans les aliments). Par conséquent, mieux comprendre cet interrupteur de polarité aidera probablement à mettre au point de nouveaux traitements pour réduire le nombre d'infections d'origine bactérienne d'origine alimentaire », a dit Mogilner.

Référence

Sun Y, Reid B, Ferreira F, Luxardi G, Ma L, Lokken KL, et al. (2019) Infection-generated electric field in gut epithelium drives bidirectional migration of macrophages. PLoS Biol 17(4): e3000044