Le nitrate est un indice environnemental dans l'intestin pour la dispersion du biofilm de Salmonella Typhimurium

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«Des scientifiques identifient un indice environnemental lié à la maladie causée par Salmonella», source communiqué de la Lewis Katz School of Medicine.  

Pour survivre dans des environnements hostiles, les bactéries s'attachent les unes aux autres, formant une structure de soutien connue sous le nom de biofilm. Dans les biofilms de Salmonella – une cause majeure de maladies diarrhéiques d'origine alimentaire – un élément clé de ce cadre sont les curli,des protéines amyloïdes.

Désormais, dans de nouvelles recherches, des scientifiques de la Lewis Katz School of Medicine de l'Université Temple montrent que la répression des curli par un facteur environnemental dans l'intestin joue un rôle essentiel dans la libération des bactéries Salmonella Typhimurium de leurs biofilms, leur permettant de provoquer une infection active. Le signal environnemental est le nitrate, qui réprime à la fois les curli et module les niveaux d'une molécule intracellulaire connue sous le nom de di-GMP cyclique. Ces événements conduisent finalement à l'activation des flagelles de S. Typhimurium, qui chez l'homme est une étape critique pour permettre aux bactéries individuelles de S. Typhimurium de nager vers les cellules intestinales et de les infecter.

«Il n'était pas clair quels facteurs incitaient S. Typhimurium à passer d'un mode de vie de biofilm sessile un mode de vie mobile et à nager librement dans l'intestin», a expliqué Çagla Tükel, directrice du Centre de microbiologie et d'immunologie à la Katz School of Medicine et chercheuse principale de la nouvelle étude. «Notre étude montre pour la première fois que le nitrate produit dans la lumière intestinale de l'hôte sert de signal environnemental entraînant ce changement.»

Les nouveaux résultats ont été décrits en ligne le 8 février dans la revue mBio. L’article est disponible en intégralité.

S'appuyant sur des preuves que les bactéries cultivées dans des conditions de biofilm sont capables de détecter les niveaux de nitrate dans le milieu environnant, la Dr Tükel et ses collègues ont commencé par étudier l'effet du nitrate sur les biofilms de S. Typhimurium et la production de curli in vitro. Ils ont constaté que lorsque les biofilms étaient exposés au nitrate, non seulement la taille moyenne de la biomasse du biofilm diminuait, mais l'expression de curli diminuait également. De plus, l'exposition aux nitrates a entraîné une diminution des niveaux intracellulaires de c-di-GMP - une molécule de signalisation connue pour réguler les gènes impliqués dans la formation du biofilm.

Dans des expériences sur des souris, l'équipe du Dr Tükel a observé que le blocage de la production de nitrate entraînait une augmentation de l'expression du curli, confirmant que l'intégrité du biofilm de S. Typhimurium est régulée en réponse au nitrate produit par l'hôte lors d'une inflammation intestinale. «Le simple traitement des animaux avec un inhibiteur de nitrate a entraîné une croissance significative du biofilm», a dit le Dr Tükel.

La nouvelle étude suggère que si les biofilms aident S. Typhimurium à survivre dans l'environnement hostile du tractus intestinal, le passage à un mode de vie mobile pourrait être avantageux, permettant l'établissement de l'infection et assurant la transmission éventuelle à un nouvel hôte.

«Notre identification du nitrate en tant que signal environnemental nous donne un nouvel aperçu de la façon dont les pathogènes bactériens établissent l'infection et comment ils se déplacent dans le tractus gastro-intestinal», a dit la Dr Tükel.

La Dr Tükel et son équipe prévoient ensuite de rechercher d'autres molécules inflammatoires produites dans le tractus intestinal de l'hôte qui pourraient également jouer un rôle en aidant S. Typhimurium à établir une infection. «Nous soupçonnons qu'en plus du nitrate, d'autres molécules du paysage métabolique de l'intestin peuvent également déclencher le passage de la bactérie du biofilm à la phase mobile ou vice versa», a-t-elle dit.

Merci à Joe Whitworth de m’avoir signalé cette information.

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