Une nouvelle étude révèle qu’un agent pathogène de l’estomac humain est attiré par l’eau de Javel

Une carte thermique montrant H. pylori navigant vers une source d'eau de Javel. La protéine TlpD qui détecte l’eau de Javel est indiquée en incrustation. Crédit: Arden Perkins. Cliquez sur l'image pour l'agrandir.

« Une nouvelle étude révèle qu’un agent pathogène de l’estomac humain est attiré par l’eau de Javel », source Université de l’Oregon.

Des chercheurs de l'Université de l'Oregon (UO) ont découvert un mécanisme moléculaire par lequel l'agent pathogène de l'estomac humain Helicobacter pylori est attiré par l'eau de Javel, également appelée acide hypochloreux ou HOCI.

L'étude a révélé que H. pylori utilise une protéine appelée TlpD pour détecter l'eau de Javel et nager vers elle, et que les bactéries telles que Salmonella enterica et Escherichia coli peuvent utiliser des protéines de type TlpD pour détecter l'eau de Javel dans l'environnement.

Les chercheurs proposent que H. pylori utilise la protéine TlpD pour détecter les sites d’inflammation tissulaire, ce qui pourrait aider à la colonisation bactérienne de l’estomac et éventuellement localiser les tissus et les nutriments endommagés.

Le document, « Helicobacter pyloris senses bleach (HOCI) as a chemoattractant using a cytosolic chemoreceptor », est paru le 29 août dans la revue PLOS Biology.

Le fardeau de H. pylori est particulièrement lourd en termes de santé, car il infecte près de la moitié de la population mondiale et atteint un taux d'infection de près de 100% dans certaines régions en voie de développement. La bactérie réside dans de petites poches dans l'estomac, appelées glandes gastriques, censées l'abriter de l'environnement gastrique hostile.

H. pylori provoque une inflammation chronique et des ulcères d'estomac. C'est un facteur de risque majeur du cancer de l'estomac, l'une des formes de cancer les plus répandues dans le monde.

« Une partie de la raison pour étudier cette protéine particulière est que nous savons que le système de navigation de Helicobacter pylori est vraiment important pour que la bactérie puisse infecter et causer une maladie », a déclaré l'auteur principal Arden Perkins, boursier en postdoc à l'Université de Oregon. « Si nous en venons à connaître la fonction de cette protéine, nous pourrions potentiellement en perturber le fonctionnement avec un nouveau médicament. »

H. pylori, comme la plupart des bactéries, utilise des protéines spéciales pour détecter les produits chimiques dans son environnement. Le processus, connu sous le nom de chimiotactisme, leur permet de réguler leurs flagelles pour nager vers ou loin des composés qu’ils rencontrent.

L'équipe de recherche s'est attachée à déterminer comment les bactéries réagissent à la présence d'eau de Javel, produite par les globules blancs du corps et jouant un rôle clé dans la manière dont le système immunitaire combat les bactéries.

« Il est important que nous comprenions le mécanisme protéique de la détection de l'eau de Javel », a dit Karen Guillemin, co-auteur de l'étude, professeur de biologie et membre de l'Institut de biologie moléculaire de l'UO. « Il s’avère que ce n’est pas une machine exclusive à Helicobacter pylori et qu’il nous permet de mieux comprendre les autres bactéries qui possèdent des protéines similaires. »

Les travaux ont commencé il y a deux ans et demi pour déterminer la fonction moléculaire de la protéine TlpD, dont les chercheurs savaient qu'elle était impliquée dans la régulation des flagelles de la bactérie. Ils savaient que TlpD était une molécule capteur, mais ils ne savaient pas ce qu'elle pourrait capter. Afin de bien comprendre la fonction de la protéine non caractérisée, Perkins a isolé la protéine TlpD et deux autres protéines impliquées dans la transmission du signal moléculaire aux flagelles.

« Isoler les composants du système de signalisation moléculaire nous a permis de mieux comprendre ce qui se passait », a déclaré Guillemin.

Des recherches antérieures avaient révélé que les espèces réactives à l'oxygène pouvaient être les composés détectés par la protéine TlpD. Perkins a donc testé différents composés, notamment le peroxyde d'hydrogène, l’ion superoxyde et l'eau de Javel. Les résultats surprenants ont montré que la TlpD produisait un signal attractif lorsqu’elle était exposée à l’eau de Javel.

Bien qu’il ait semblé contre-intuitif que les bactéries soient attirées par un produit chimique nocif, des études ultérieures utilisant des bactéries vivantes ont confirmé que les bactéries ne sont pas endommagées et attirées par des sources de Javel aux concentrations produites par le corps humain.

Perkins et ses collègues ne pouvaient pas nier ce qu'ils voyaient après avoir répété l'expérience et contrôlé différentes explications.

« Ce projet a démarré à partir de cette idée moléculaire très rigoureuse, puis nous avons commencé à réfléchir à ce que cela signifiait pour le comportement de la bactérie », a déclaré Guillemin. « Nous avons pu procéder avec une très grande confiance dans le fait que le phénomène que nous étudions avait un sens au niveau moléculaire. »

Normalement, l'eau de Javel produite pendant l'inflammation est efficace pour tuer les bactéries. Mais H. pylori a la particularité de résider pendant des décennies dans les tissus enflammés sans apparemment être éradiqué par l’eau de Javel.

L’équipe de recherche pense que H. pylori pourrait être attiré par l’eau de Javel comme moyen de localiser et de persister à l’intérieur des glandes gastriques, pleines de globules blancs mais servant de réservoirs essentiels à la bactérie.

De manière surprenante, les chercheurs ont découvert que le composé toxique produit par les globules blancs pouvait être interprété comme un signal d’attraction par la bactérie envahissante.

« Nous savons qu'au cours de son infection, la bactérie est capable de vivre dans les tissus enflammés pendant des années et des années, donc ce résultat suggère qu'une partie de la façon dont il le fait est d'être attiré par les tissus enflammés », a dit Perkins. « Il a clairement mis au point suffisamment de protections pour pouvoir supporter cet environnement, même s'il contient des concentrations potentiellement élevées d'eau de Javel. »

Les chercheurs ont découvert que les protéines de type TlpD de Salmonella enterica et de Escherichia coli sont également capables de détecter l'eau de Javel, ce qui indique que la détection de l'eau de Javel peut être un phénomène jusqu'alors méconnu pratiqué par de nombreuses bactéries.

La recherche pourrait éventuellement mener à de nouveaux traitements pour perturber la capacité des bactéries nuisibles à détecter leur environnement et pourrait avoir des conséquences sur la réduction de la résistance aux antibiotiques.

Les antibiotiques typiques utilisés cliniquement aujourd'hui tuent ou empêchent les bactéries de se diviser en ciblant des éléments tels que la paroi cellulaire bactérienne. En conséquence, les bactéries subissent des pressions sélectives pour développer une résistance à ce type de médicaments afin de survivre.

Dans le cas de Helicobacter pylori, environ 30% des infections sont résistantes aux antibiotiques. Avec une compréhension plus approfondie des mécanismes à l'œuvre, a déclaré Guillemin, les chercheurs pourraient alors être en mesure de développer des moyens plus efficaces de lutte contre les bactéries.

« Il se peut que les bactéries subissent des pressions sélectives moins fortes pour vaincre un médicament qui les rend simplement désorientées », a dit Guillemin. « D'ici 2050, il y aura une pandémie de bactéries résistantes aux antibiotiques, il est donc vraiment nécessaire de réfléchir à de nouvelles stratégies. »