Des scientifiques du NIH étudient le comportement de la nage de Salmonella comme indices d'une infection

Des scientifiques des National Institutes of Health ont identifié une protéine de Salmonella Typhimurium qui permet aux bactéries de nager directement lorsqu'elles sont prêtes à infecter les cellules.

«Des scientifiques du NIH étudient le comportement de la nage de Salmonella comme indices d'une infection», source NIH.

Les bactéries Salmonella enterica sérovar Typhimurium (S. Typhimurium) provoquent fréquemment une gastro-entérite humaine, une inflammation de la muqueuse de l’intestin. Les bactéries vivent à l'intérieur de l'intestin et peuvent infecter les cellules épithéliales qui tapissent sa surface. De nombreuses études ont montré que Salmonella utilise une méthode «run-and-tumble» de courtes périodes de nage (courses) ponctuées de chutes lorsqu'elles changent de direction au hasard, mais comment se déplacent-elles dans l'intestin n'est pas bien compris.

Des scientifiques du National Institutes of Health NIH) et leurs collègues pensent avoir identifié une protéine de S. Typhimurium, McpC pour Methyl-accepting chemotaxis protein C, qui permet aux bactéries de nager directement lorsqu'elles sont prêtes à infecter les cellules. Cette nouvelle étude, publiée dans Nature Communications, décrit le mouvement de S. Typhimurium et montre que McpC est nécessaire pour que les bactéries envahissent les cellules épithéliales de surface dans l'intestin.

Les auteurs de l'étude suggèrent que McpC est une cible potentielle pour le développement de nouveaux traitements antibactériens pour entraver la capacité de S. Typhimurium d’infecter les cellules épithéliales intestinales et à coloniser l'intestin.

Des scientifiques de l'Institut national des allergies et des maladies infectieuses des Rocky Mountain Laboratories à Hamilton, dans le Montana, ont dirigé l'étude. Les collaborateurs comprenaient des groupes des campus de l'Université du Texas A&M à College Station et Kingsville.

S. Typhimurium utilise des flagelles - de longues projections en forme de fouet - pour se déplacer dans les fluides. Lorsque les flagelles tournent dans le sens antihoraire, ils forment un faisceau rotatif derrière les bactéries et les propulsent vers l'avant. Cependant, les flagelles commutent fréquemment la rotation du sens anti-horaire au sens horaire, perturbant le faisceau et provoquant la chute et le changement de direction des bactéries.

À l'aide de microscopes et de caméras spéciaux pour observer S. Typhimurium en direct, les scientifiques ont découvert que les bactéries cultivées dans des conditions qui activent leur comportement invasif nageaient dans des courses droites plus longues parce que les flagelles ne commutaient pas la rotation du sens antihoraire au sens horaire. Les bactéries dépourvues de McpC démontraient toujours la méthode de nage «run-and-tumble» dans ces conditions et présentaient un défaut d'invasion dans un modèle d'intestin de veau, indiquant que la nage directe est importante pour une invasion efficace des cellules épithéliales intestinales.

Les chercheurs émettent l'hypothèse que la nage douce contrôlée pourrait être une stratégie d'infection bactérienne répandue. Un comportement de nage régulier similaire peut être observé chez des bactéries entériques non apparentées, telles que Vibrio, qui peuvent provoquer une infection lorsque des produits de la mer mal cuits sont consommés. Ces résultats peuvent informer le développement de nouveaux antibiotiques.

Ce communiqué de presse décrit un résultat de recherche fondamentale. La recherche fondamentale améliore notre compréhension du comportement humain et de la biologie, ce qui est fondamental pour faire progresser de nouvelles et meilleures façons de prévenir, diagnostiquer et traiter les maladies.

La science est un processus imprévisible et progressif, chaque avancée de la recherche s'appuie sur des découvertes passées, souvent de manière inattendue. La plupart des progrès cliniques ne seraient pas possibles sans la connaissance de la recherche fondamentale fondamentale. Pour en savoir plus sur la recherche fondamentale au NIH, voir ici.