Plusieurs milliards de bactéries envahissent de nouveaux territoires sans embouteillage. Nous savons maintenant comment. Un remake du lièvre et la tortue

Simulation informatique de la compétition bactérienne. Les bactéries rapides (vertes) se coincent dans des structures ressemblant à des rosettes et s'arrêtent, tandis que les bactéries lentes continuent de bouger. Crédit: Oliver J. Meacock et William Durham.

« Des colonies bactériennes de plusieurs milliards envahissent de nouveaux territoires sans embouteillage - nous savons maintenant comment », source Niels Bohr Institute de l'Universisté de Copenhague.

Biophysique: Une collaboration internationale entre des chercheurs de l'Institut Niels Bohr, de l'Université de Copenhague, de l'Université d'Oxford et de l'Université de Sheffield a révélé que les colonies de bactéries à déplacement lent peuvent se développer beaucoup plus rapidement que leurs homologues à déplacement rapide. Le résultat est désormais publié dans Nature Physics.

Les chercheurs ont combiné la génétique, les expériences, les algorithmes d'analyse d'images personnalisés et la physique théorique pour étudier l'efficacité de l'invasion bactérienne. Il s'est avéré que les bactéries se déplacent lentement et prudemment afin d'éviter les accidents et les embouteillages, ce qui les rend capables de se déplacer efficacement dans des foules denses et massives de plusieurs millions d'individus. Le résultat peut avoir des implications sur la façon dont nous traitons les infections dans un avenir où les super bactéries, immunisées aux antibiotiques, constituent une menace pour la santé humaine. 

Les bactéries pathogènes, Pseudomonas ariginosa, se déplacent en saisissant les surfaces avec de minuscules pieds appelés pili. Les chercheurs d'Oxford Zoology et de l'Université de Sheffield ont mis en place une expérience dans laquelle ils ont modifié les bactéries individuelles en ajoutant simplement le nombre de pieds. Aucune autre fonctionnalité ou propriété n'a été modifiée. Les bactéries individuelles étaient désormais capables de se déplacer environ deux fois plus vite qu’auparavant, et les chercheurs se sont demandé si cette amélioration des capacités de l’individu améliorerait également la capacité de la population à envahir de nouveaux territoires. «Nous voulions comprendre le comportement des bactéries, à la fois au niveau individuel et au niveau collectif», explique Amin Doostmohammadi de l'Institut Niels Bohr.

Les bactéries pathogènes, Pseudomonas ariginosa, se déplacent en saisissant les surfaces avec de minuscules pieds appelés pili. Les chercheurs d'Oxford Zoology et de l'Université de Sheffield ont mis en place une expérience dans laquelle ils ont modifié les bactéries individuelles en ajoutant simplement le nombre de pieds. Aucune autre fonctionnalité ou propriété n'a été modifiée. Les bactéries individuelles étaient désormais capables de se déplacer environ deux fois plus vite qu’auparavant, et les chercheurs se sont demandé si cette amélioration des capacités de l’individu améliorerait également la capacité de la population à envahir de nouveaux territoires. «Nous voulions comprendre le comportement des bactéries, à la fois au niveau individuel et au niveau collectif», explique Amin Doostmohammadi de l'Institut Niels Bohr.

La tortue bat le lièvre, encore

Les chercheurs ont littéralement fait une course entre les colonies à déplacement rapide et les colonies à déplacement lent, et de manière très contre-intuitive, la population génétiquement améliorée et rapide a été dépassée par la population de bactéries de type sauvage se déplaçant plus lentement. Au début, la population rapide était en avance, mais elle a été, en l'espace de quelques heures, dépassée par la population sauvage plus lente mais apparemment plus efficace. Les chercheurs ont également mis les deux différents types de bactéries ensemble, pour les faire entrer en compétition directement, et encore une fois, la population de bactéries de type sauvage se déplaçant plus lentement a fini par être meilleure pour élargir sa population. «Nous constatons qu'un mutant qui produit un plus grand nombre de pili pouvait se déplacer plus rapidement que le type sauvage à un niveau individuel, mais dans les grands groupes, ils avaient tendance à s'écraser les uns sur les autres à grande vitesse. Ces collisions font pivoter les cellules mutantes verticalement et les emprisonnent en place. En conséquence, les cellules de type sauvage qui se déplacent plus lentement peuvent les dépasser et finalement gagner la course vers un nouveau territoire.»

La physique de base est en jeu dans une colonie de bactéries

En caractérisant l'orientation des bactéries, les chercheurs ont découvert que les collisions ont lieu à des endroits spécifiques: des points singuliers dans l'alignement cellulaire sous la forme de structures ressemblant à des asters qui sont connues sous le nom de défauts topologiques +1 en physique. «Compte tenu de l'importance de la biologie dans la machinerie des bactéries et de leur comportement, il est frappant que nous ayons pu recréer presque exactement les mêmes modèles en utilisant des principes de physique de base et en les modélisant dans un ordinateur. En d'autres termes, les bactéries obéissent à un principe physique simple qui limite leur allure en tant qu'individus, mais permet tout de même une invasion très efficace d'une colonie. L'évolution semble avoir imposé une limite de vitesse fondamentale aux bactéries: si elles se déplacent plus vite que certaines quantités, elles se heurtent et se retrouvent piégées dans des structures de leur propre création».

Les infections peuvent à l'avenir être traitées autrement que par des antibiotiques

Le contrôle d'une infection signifie généralement ajouter un médicament à la colonie de bactéries pour influencer les bactéries individuelles - ralentir ou tuer les individus dans une population avec des antibiotiques, mais la nouvelle découverte surprenante semble montrer que l'accélération du rythme de la foule de bactéries peut en fait provoquer l'autodestruction de l'infection. Si la population bactérienne, par l'évolution, a résolu le problème du surpeuplement en gagnant un nouveau territoire à une vitesse très spécifique, si vous montez ensuite le cadran de vitesse, l'infection «se plante» et s'éteint. «Du point de vue de la physique, nous pouvons être en mesure de dire quelle propriété exactement nous devons contrôler dans une population de bactéries, et du point de vue génétique, ils (les biologistes) peuvent dire 'nous savons comment contrôler cela', puis nous pouvons passer à autre chose. faire cela. C'est une toute nouvelle façon de penser, reliant entre eux différents domaines d'expertise. Comprendre comment contrôler la foule, plutôt que l'individu infecté, nous l'espérons, conduira à de nouvelles stratégies pour contrôler les infections à l'avenir», dit Amin Doostmohammadi.

L'interdisciplinarité a été la clé du succès de l'expérience

Il était impossible de faire ce travail sans une discussion croisée continue entre les chercheurs de différents domaines: l'expertise en modifications génétiques, en analyse d'images et en écologie bactérienne du Dr Oliver Meacock et le Dr William Durham à Sheffield, et le professeur Kevin Foster à Oxford Zoology, ont été combinés avec l'expertise théorique sur les défauts topologiques du professeur en physique, Julia Yeomans d'Oxford et du Dr Amin Doostmohamamdi du Niels Bohr Institute pour découvrir et expliquer un phénomène contre-intuitif de la façon dont la nature a favorisé les individus lents pour former des collectifs rapides.

Les forces mécaniques des biofilms pourraient jouer un rôle dans les infections

« Les forces mécaniques des biofilms pourraient jouer un rôle dans les infections », source Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EFPL) et EurekAlert.

La grande majorité des bactéries dans le monde vivent sur des surfaces en formant des structures appelées «biofilms». Ces communautés hébergent des milliers à des millions de bactéries de différents types, et sont si biologiquement complexes et actives que les scientifiques les décrivent comme des «villes».

Les biofilms sont en fait le mode de vie préféré des bactéries. Ils les forment en se fixant les uns aux autres sur des surfaces aussi diverses que le fond de l'océan, les organes internes et les dents: la plaque dentaire est un exemple courant de biofilm.

Mais les biofilms provoquent également des infections chroniques, par exemple le pathogène opportuniste, Pseudomonas aeruginosa qui forme des biofilms dans les poumons des patients atteints de fibrose kystique.

D'une manière générale, on pense que l'interaction entre le biofilm et l'hôte est biochimique. Mais certaines preuves suggèrent que l'interaction physique et mécanique entre eux pourrait être tout aussi importante, et négligée en tant qu'influence sur la physiologie de l'hôte.

Par exemple, comment les biofilms se forment-ils sur des matériaux mous ressemblant à des tissus?

C'est la question à laquelle une équipe de scientifiques dirigée par Alex Persat à l'EPFL s'est aventurée à répondre.

Publié dans la revue eLife, ils montrent que les biofilms de deux bactéries pathogènes majeures, Vibrio cholerae et Pseudomonas aeruginosa, peuvent provoquer de grandes déformations structurelles sur des matériaux mous comme les hydrogels.

Lorsque les bactéries forment des biofilms, elles se fixent sur une surface et commencent à se diviser. En même temps, elles s'enfouissent dans un mélange de polysaccharides, de protéines, d'acides nucléiques et de débris de cellules mortes. Ce mélange forme une substance collante appelée matrice «EPS» (EPS signifie extracellular polymeric substances ou substances polymériques extracellulaires).

Au fur et à mesure que les bactéries se développent à l'intérieur de l'EPS, elles l'étirent ou le compriment, exerçant une contrainte mécanique. La croissance du biofilm et les propriétés élastiques de la matrice d'EPS génèrent des contraintes mécaniques internes.

Des scientifiques ont cultivé des biofilms sur des surfaces souples de l'hydrogel et ont mesuré la façon dont ils exerçaient des forces sur les variations des composants de l'EPS. Cela a révélé que les biofilms induisent des déformations comme un tapis ou une règle. L'ampleur des déformations dépend de la rigidité du matériau «hôte» et de la composition de l'EPS.

Les chercheurs ont également découvert que les biofilms de V. cholerae peuvent générer suffisamment de stress mécanique pour déformer et endommager les monocouches de cellules épithéliales molles, comme celles qui tapissent la surface de nos poumons et de nos intestins. Cela signifie que les forces générées par la croissance des biofilms pourraient compromettre mécaniquement la physiologie de leur hôte. En bref, les biofilms pourraient favoriser un mode d'infection «mécanique», ce qui pourrait justifier une toute nouvelle approche des traitements.

Le laboratoire du professeur Alexandre Persat fait partie du Global Health Institute de l'EPFL, situé à la Faculté des sciences de la vie.

Shigella empêchent les cellules infectées de se sacrifier pour leur plus grand bien

« Shigella empêchent les cellules infectées de se sacrifier pour leur plus grand bien », source Université médicale et dentaire de Tokyo via EurekAlert.

Les agents pathogènes entériques, tels que la bactérie Shigella, peuvent provoquer des maladies intestinales graves accompagnées de diarrhée sanglante.

Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l'Université médicale et dentaire de Tokyo (TMDU) ont découvert une nouvelle stratégie de survie moléculaire par laquelle Shigella est capable de causer des dommages à l’intestin malgré deux mécanismes de protection élaborés utilisés par les cellules hôtes.

Lorsque les bactéries infectent l’intestin, l'une des réponses de l'hôte est de faire subir à ses propres cellules la mort cellulaire pour empêcher le pathogène de se propager Ce sacrifice des cellules infectées pour assurer la sécurité globale de l'hôte peut se produire par plusieurs mécanismes, deux des plus importants étant l'apoptose et la nécroptose. Alors que l'apoptose aboutit à une forme non inflammatoire de mort cellulaire programmée par l'activation des protéines caspases, la nécroptose conduit à la mort cellulaire inflammatoire d'une manière indépendante de la caspase. En revanche, lors d'une infection par Shigella, la mort cellulaire n'est pas observée et la survie résultante des bactéries assure leur prolifération pour provoquer une colite inflammatoire sévère.

« Nous savons que les Shigella sont capables d'injecter des protéines dites effectrices pour désarmer les voies de la mort des cellules protectrices individuelles pendant le stade précoce de l'infection », explique l'auteur correspondant de l'étude, le Dr Hiroshi Ashida.

« À un stade ultérieur de l'infection, les cellules hôtes utilisent une diaphonie entre diverses formes de mort cellulaire pour s'assurer que si l'une échoue, l'autre prend le relais. Le but de notre étude était de comprendre le mécanisme de la diaphonie moléculaire entre l'apoptose et la nécroptose, et comment Shigella parvient à échapper aux deux formes de mort cellulaire au stade avancé de l'infection. »

Pour atteindre leur objectif, les chercheurs ont infecté des cellules humaines du côlon avec des Shigella normaux et des Shigella mutants dépourvus de divers effecteurs, et ont constaté que lorsque l'effecteur OspD3 était absent, les cellules du côlon subissaient une mort cellulaire à un taux plus élevé, suggérant que l'OspD3 est capable de prévenir la mort cellulaire. . Pour comprendre quelle forme de mort cellulaire OspD3 bloque, les chercheurs ont étudié l'effet de l'OspD3 sur la mort cellulaire en présence d'un inhibiteur de RIPK, qui a pu bloquer les actions d'OspD3, suggérant qu'il bloque la nécroptose. Pour corroborer cette découverte, les chercheurs ont disséqué les composants moléculaires de la nécroptose et ont découvert que l'OspD3 bloque la nécroptose en dégradant les protéines RIPK1 et RIPK3.

Après avoir établi que Shigella prévient la nécroptose par OspD3, les chercheurs ont demandé ce qui déclenche la nécroptose lors de l'infection à Shigella en premier lieu.

Parce que l'apoptose est la protection de première ligne des cellules du côlon pendant l'infection, les chercheurs ont émis l'hypothèse que l'inhibition de l'apoptose déclenche la nécroptose et donc que les deux formes de mort cellulaire sont liées.

Pour tester cela, ils se sont d'abord concentrés sur la protéine caspase-8, qui active l'apoptose et inversement, a activé la nécroptose lorsqu'elle est bloquée. Les chercheurs ont criblé un certain nombre de protéines effectrices de Shigella et ont découvert que l'effecteur OspC1 peut bloquer la caspase-8 et donc l'apoptose au cours d'une infection à Shigella.

Curieusement, cela a simultanément activé le processus de nécroptose, démontrant une diaphonie moléculaire entre l'apoptose et la nécroptose pour assurer la mort cellulaire et empêcher une nouvelle multiplication bactérienne.

« Ce sont des résultats frappants qui montrent comment les cellules du côlon peuvent reconnaître le blocage de l'apoptose et déclencher la nécroptose en tant que plan de secours pour la mort cellulaire. Nos résultats fournissent de nouvelles informations sur les mécanismes moléculaires par lesquels les bactéries désarment les mesures de protection de l'hôte », a dit le Dr Ashida.

Lire le communiqué de l’Académie nationale de médecine : Masquez-vous, masquez-vous, masquez-vous

Roi de l’évasion: Comment les bactéries Vibrio quittent les cellules hôtes

« Roi de l’évasion: Comment les bactéries Vibrio quittent les cellules », source communiqué de University of Texas Southwestern Medical Center.

Après s'être répliqué à l'intérieur des cellules humaines, un pathogène d'origine alimentaire utilise une voie surprenante pour sortir et infecter de nouvelles cellules.

Dès que le pathogène d'origine alimentaire Vibrio parahaemolyticus infecte une cellule intestinale humaine, les bactéries planifient déjà leur fuite. Après tout, une fois qu'elle est entrée et qu'elle se multiplie, la bactérie doit trouver un moyen de s'en sortir pour infecter de nouvelles cellules.

Désormais, des scientifiques d'UT Southwestern ont découvert la voie surprenante empruntée par V. parahaemolyticus lors de cette sortie des cellules. Les bactéries, rapportent-ils dans le journal eLife, modifient progressivement le cholestérol présent dans la membrane plasmique d’une cellule, affaiblissant finalement suffisamment la membrane pour qu’elle puisse la percer.

« Plus nous comprenons comment les bactéries manipulent les cellules hôtes au niveau moléculaire, plus nous comprenons comment elles provoquent des maladies », a dit la responsable de l'étude, Kim Orth, professeur de biologie moléculaire et de biochimie à l'UTSW et Howard Hughes Medical Chercheur de l'Institut. « Les bactéries ont de nombreux mécanismes différents pour s'échapper, mais cela s'est démarqué parce que c'est un mécanisme particulièrement nouveau. »

Les bactéries Vibrio se trouvent dans l'eau de mer chaude et les humains sont infectés en mangeant des coquillages crus tels que les huîtres. Environ une douzaine d'espèces différentes de Vibrio peuvent provoquer des maladies chez l'homme; V. parahaemolyticus est le plus répandu aux États-Unis et entraîne des symptômes d'intoxication alimentaire, diarrhée, crampes, nausées et vomissements.

Il y a environ dix ans, le groupe d’Orth a révélé pour la première fois comment V. parahaemolyticus infectait les cellules intestinales humaines. Vibrio, ont-ils montré, utilise un système bactérien commun connu sous le nom de système de sécrétion 2 de type 3 (T3SS2) pour envahir les cellules et commencer à se répliquer. Le T3SS2 est composé d'un grand complexe de protéines qui forment une aiguille qui peut injecter des molécules dans une cellule humaine, incitant la cellule à absorber les bactéries et bloquant toute réponse immunitaire potentielle.

« Nous avons commencé à bien comprendre comment ce pathogène pénètre dans les cellules et maintient une existence », explique Orth. « Nous avons supposé qu'il utilisait également des composants du T3SS2 pour sortir à nouveau des cellules. »

Mais lorsque Orth et ses collègues ont commencé à étudier la sortie de V. parahaemolyticus hors des cellules humaines, le T3SS2 ne semblait pas jouer de rôle. Un certain nombre d'autres mécanismes d'évacuation connus utilisés par les bactéries ne l'ont pas non plus.

Enfin, Marcela de Souza Santos - ancienne professeure adjointe de biologie moléculaire à l'UTSW et co-premier auteur de l'étude - a suggéré de rechercher dans le génome de V. parahaemolyticus des protéines appelées lipases, qui peuvent décomposer les molécules grasses qui composent les membranes cellulaires.

L'équipe d'Orth a identifié une lipase connue sous le nom de VPA0226 et a pensé avoir trouvé sa réponse, en supposant que la lipase digérait les membranes des cellules humaines. Mais une autre surprise les attendaient. Lorsqu'ils ont suivi l'activité de la lipase, ils ont découvert qu'elle se dirigeait plutôt vers les mitochondries des cellules, où elle modifiait les molécules de cholestérol membranaire. En sept à huit heures, à mesure que ces molécules de cholestérol sont modifiées, la membrane cellulaire s'affaiblit. À ce moment, V. parahaemolyticus s'est multiplié - d'une ou deux bactéries à environ 500 - et toutes les copies peuvent s'échapper à travers la membrane affaiblie.

« C'est la seule étude que nous connaissons où une bactérie utilise ce type de lipase T2SS (système de sécrétion de type 2) pour sortir d'une cellule hôte qui a été envahie de manière dépendante de T3SS2 », a dit Suneeta Chimalapati, une chercheuse au laboratoire d’Orth et co-premier auteur de l'étude.

Pour confirmer le rôle de VPA0226, de Souza Santos et Chimalapati ont testé ce qui s'est passé lorsque V. parahaemolyticus manquait complètement de lipase. En effet, les bactéries ont réussi à envahir les cellules humaines et ont commencé à se répliquer, mais sont restées coincées à l'intérieur de ces cellules initiales. Finalement, les cellules hôtes - remplies de bactéries - sont mortes avec tous les V. parahaemolyticus.

La nouvelle observation n’aura probablement pas d’implications thérapeutiques immédiates, disent les chercheurs; V. parahaemolyticus se résout généralement seul sans traitement. Mais cela aide à faire la lumière sur la façon dont les bactéries évoluent dans les mécanismes de sortie et sur l'importance de regarder au-delà des systèmes de sécrétion connus lorsqu'on pense aux molécules importantes utilisées par les bactéries pathogènes.

« Nous avions vraiment une vision en tunnel en pensant que le T3SS2 dominait tout ce que Vibrio faisait, mais cela montre combien d'autres outils il a sous la main pour sa pathogenèse », explique Orth.

Les autres chercheurs de l'UTSW qui ont contribué à cette étude étaient Alexander Lafrance, Ann Ray, Wan-Ru Lee, Giomar Rivera-Cancel, Goncalo Vale, Krzysztof Pawlowski, Matthew Mitsche, Jeffrey McDonald et Jen Liou.

Cette recherche a été financée par des fonds du Howard Hughes Medical Institute, du National Institutes of Health, de la Fondation Once Upon a Time et de la Welch Foundation.

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Norovirus a deux structures alternatives de capside qui changent avant l'infection

Norovirus de souris a deux structures de capside (type A et type B). Les particules de type A se propagent environ 4 heures plus rapidement que les particules de type B (en bas). Cliquez sur l'image pour l'agrandir.

« Norovirus a deux structures alternatives de capside qui changent avant l'infection », source National Institutes of Natural Sciences.

Les norovirus humains sont une cause majeure d ‘épidémies de gastro-entérite dans le monde. Ils causent environ 200 000 décès chaque année dans les pays en voie de développement. Cependant, aucun vaccin ou agent antiviral efficace pour norovirus n'existe encore car les méthodes de culture cellulaire pour produire des norovirus sont très limitées et il y a un manque de connaissances structurales virales sur le virus.

Dans cette étude, les chercheurs ont étudié les structures des norovirus de souris en utilisant la microscopie cryoélectronique et ont découvert que les norovirus présentent deux structures alternatives de capside (type A et type B, figure 1 en haut). Les norovirus sont couverts par deux domaines protéiques en couches, un domaine extérieur en saillie (P) et un domaine intérieur en coquille (S). Le type A montre une interaction étroite entre les deux domaines, sans espace entre eux, tandis que le type B affiche le domaine P disloqué au-dessus du domaine S avec un espace entre eux.

Ce résultat a soulevé la question: Comment ces structures de capside changent-elles? et Pourquoi les norovirus ont-ils besoin de deux structures de capside?

Des recherches supplémentaires ont montré que les deux structures des particules de norovirus de souris changent en fonction des conditions aqueuses. Les particules virales présentaient la structure de type A dans les solutions à pH inférieur, avec des ions métalliques, tandis que la structure de type B était privilégiée dans les solutions à pH plus élevé, sans ions métalliques. Le type A a été formé par rotation et rétrécissement du domaine P et stabilisé avec une interaction entre les voisins à la partie supérieure, tandis que le type B a été formé par la rotation et l'extension inverses du domaine P et stabilisé avec une interaction entre les voisins à la partie inférieure (Fig 1 au milieu).

Structures alternatives de capside chez norovirus de souris et le mécanisme d'infection.
Cliquez sur l'image pour l'agrandir. 

Des norovirus de souris présentant deux structures ont été infectés individuellement dans des cellules en culture. Les particules de type B ont montré un retard de propagation de quatre heures par rapport aux particules de type A (figure 1 en bas). Une autre expérience a révélé que les particules de type B montraient moins d'adsorption à la surface de la cellule hôte que les particules de type A. Il a été conclu que les norovirus de souris changent leur structure de B en A avant l'infection.

Pourquoi les norovirus ont-ils besoin de deux structures? Cela n'a pas été clarifié, mais les chercheurs pensent que cela est utilisé pour échapper au système immunitaire de l'animal hôte.

Les norovirus sont transmis principalement par voie orale et infectent les cellules de l'intestin grêle. Les norovirus peuvent échapper au système immunitaire avec la structure de type B et s'approcher de l'intestin grêle. Ensuite, ils infectent finalement les cellules en passant à la structure de type A.

L’étude révèle une partie du changement structurel viral et du mécanisme d'infection des norovirus de souris. Deux structures de capside ont également été identifiées dans les VLP (virus-like particle ou pseudo-particules virales) de norovirus humain, mais elle n'a pas encore élucidé le mécanisme de commutation de la structure. Il est supposé qu'un mécanisme similaire est également utilisé dans le norovirus humain. Une enquête plus approfondie permettra de clarifier le mécanisme de commutation de la structure et de la manière d'infection du norovirus humain, ce qui devrait, espérons-le, aider au développement de médicaments et de vaccins thérapeutiques à l'avenir.

COVID-19: Comment fonctionne un confinement local et est-il efficace? Le cas de Leicester en Angleterre

 « Covid-19: Comment fonctionne un confinement local et est-il efficace? », source BMJ. 

L'Angleterre a annoncé son premier confinement local en réponse au Covid-19, tout comme elle commence à assouplir les restrictions nationales.

Mais cela fonctionnera-t-il et est-ce le premier d'une longue série?

Leicester, une ville des East Midlands en Angleterre, a été placée sous confinement local après avoir constaté qu'il y avait trois fois plus de cas de Covid-19 que la deuxième ville la plus élevée. La zone représentait environ 10% de tous les cas positifs du pays lors de la semaine précédant l'annonce du 29 juin, avec six à 10 admissions à l'hôpital par jour, contre environ une dans d'autres établissements du NHS.

Que signifie un confinement local dans la pratique?

Dans ce cas, la ville de Leicester et les zones urbaines environnantes ont fermé les commerces de détail non essentiels et fermé des écoles à tous les enfants, à l'exception des enfants vulnérables et des enfants des personnels critiques. Il a été conseillé aux personnes de rester à la maison autant que possible et de maintenir une distance physique de deux mètres lorsqu'ils sont à l'extérieur.

Parallèlement, la capacité de tests locale a été augmentée. Des mesures supplémentaires seront réexaminées dans deux semaines et resteront en place aussi longtemps qu'elles seront nécessaires, bien que les critères d'assouplissement des restrictions n'aient pas été rendus publics. Cependant, la police a déclaré qu'elle avait encore besoin de clarifications de la part du gouvernement sur son rôle dans l'application des restrictions.

Dave Stokes, président de la Fédération de police du Leicestershire, a déclaré: « Comme nous l'avons vu au cours des dernières semaines et des derniers mois, si les conseils et les messages du gouvernement prêtent à confusion pour le public, il sera presque impossible pour nos collègues de surveiller. »

« Nous attendons toujours la confirmation de ce que seront exactement les rôles de nos collègues dans le maintien de l’ordre et, éventuellement, l’application de ce ‘confinement de Leicester’ et quelle législation nos membres seront invités à utiliser. Nous avons vu des exemples de partout au pays où le ‘bon sens’ est impossible à contrôler. »

Cela aurait-il pu être évité?

Oui, dit l’Independent Scientific Advisory Group for Emergencies (iSAGE) ou Groupe consultatif scientifique indépendant pour les urgences, décrivant la situation à Leicester comme « à la fois prévisible et évitable ». Le groupe soutient que cela est une conséquence de la levée prématurée des restrictions lorsque le virus circulait encore largement, lorsqu'il n'y avait « aucun système fonctionnel de recherche, de test, de traçage, d'isolement et de soutien et lorsque le Premier ministre envoyait un message implicite que les choses sont ‘de retour à la normale’. »

iSAGE a dit dans un communiqué officiel: « La situation actuelle découle d'une incapacité à répondre à l'augmentation des cas d’infection à Leicester (et dans d'autres localités) à un stade précoce et avant qu'elles n'atteignent des niveaux de crise.

« Cela s'explique par plusieurs facteurs: a) une centralisation excessive et l'indisponibilité des données; b) la fragmentation du système de tests; (c) un manque de coordination à la fois avec les autorités locales et avec le NHS, PHE [Public Health England] et d'autres agences locales pour comprendre la cause, la nature et la réponse à l'épidémie. Cela a érodé la confiance dans le gouvernement et les informations qu'il fournit sur le risque de Covid-19. »

Le président du conseil de la British Medical Association (BMA), Chaand Nagpaul, a fait écho aux préoccupations concernant le partage des données avec les équipes sur le terrain. « C'est crucial pour permettre une action rapide et pour protéger des vies et les services de santé, ce qui ne se produit pas actuellement », a-t-il déclaré.

Le ministère de la santé et des affaires sociales a depuis lors accepté de partager les données au niveau du code postal sur les cas de Covid-19 avec les autorités locales.

iSAGE a également averti que, compte tenu des niveaux élevés de personnes défavorisées et de pauvres de Leicester, imposer un confinement sans la participation préalable des autorités locales risque de créer un « profond sentiment de ressentiment et d'iniquité dans les populations locales ». Cela pourrait conduire au désordre et - étant donné que « Leicester est une ville riche en cultures et traditions multiples », cela pourrait entraîner des groupes racistes politisant le ressentiment « en critiquant les minorités ethniques pour le confinement. »

Qu'est-ce qui déclenche une telle alerte?

Aucun critère spécifique n'a été rendu public, et le gouvernement a seulement déclaré que la décision à Leicester avait été prise par le Premier ministre, Boris Johnson, le secrétaire à la santé de l’Angleterre, Matt Hancock, les dirigeants locaux et les équipes de santé publique.

Public Health England (PHE) a publié son investigation préliminaire sur la situation du Covid-19 à Leicester, mais cela n'apporte pas beaucoup de clarté. PHE a indiqué que « des preuves les plus solides d'une épidémie » étaient que, contrairement à d'autres régions du Midland, une proportion croissante de nouveaux cas d’infection s‘est produite chez des enfants et des personnes en âge de travailler. Il n'a été retrouvé « aucune éclosion explicative dans les maisons de santé, les milieux hospitaliers ou les usines de transformation industrielle pour expliquer immédiatement l'augmentation apparente des nouveaux diagnostics », notant que les preuves de l'ampleur de l'épidémie étaient « limitées et peuvent, en partie, être liées de manière factuelle à croissance de la disponibilité des tests. »

Leicester est une vile de 330 00 habitants

COVID-19: Le rôle clé du masque mis en évidence dans une récente méta-analyse

Selon un article parue dans la revue The Lancet, la distance physique, le port du masque et la protection oculaire sont des éléments clés pour la prévention du COVID-19.

Le choix de divers mécanismes de protection respiratoire, y compris les masques et les masques respiratoires, a été un problème épineux, dans la pandémie H1N1 de 2009 à l'épidémie d'Ebola en Afrique de l'Ouest en 2014, jusqu'à la pandémie actuelle du COVID-19.

Les directives COVID-19 publiées par l'OMS, les Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis et d'autres agences ont été cohérentes quant à la nécessité d'une distance physique de 1 à 2 m, mais contradictoires sur la question de la protection respiratoire avec un masque facial ou un masque respiratoire.

Cet écart reflète des preuves incertaines et aucun consensus sur le mode de transmission du coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SRAS-CoV-2). Pour la protection des yeux, les données sont encore moins certaines. D'où conséquent, un examen systématique et une méta-analyse par Derek Chu et ses collègues publiée dans The Lancet est une étape importante dans notre compréhension de l'utilisation des équipements de protection individuelle (EPI) et de la distance physique pour le COVID-19.

Aucun essai contrôlé randomisé n'était disponible pour l'analyse, mais Chu et ses collègues ont systématiquement examiné 172 études observationnelles et synthétisé rigoureusement les preuves disponibles de 44 études comparatives sur le SRAS, le syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS), COVID-19 et les bêtacoronavirus qui causent ces maladies.

Les résultats ont montré une réduction du risque de 82% avec une distance physique de 1 m dans les établissements de santé et les milieux communautaires. Chaque 1 m supplémentaire de séparation a plus que doublé la protection relative, avec des données disponibles jusqu'à 3 m. Ces preuves sont importantes pour étayer les directives communautaires sur la distance physique et montrent que la réduction des risques est réalisable par la distance physique. De plus, cette découverte peut éclairer la levée des restrictions sociétales et des moyens de rassemblement plus sûrs dans la communauté.

La règle de la distance de 1 à 2 m dans la plupart des directives hospitalières est basée sur des résultats obsolètes des années 40, avec des études de 2020 montrant que de grosses gouttelettes peuvent voyager jusqu'à 8 m.

La séparation des gouttelettes et de la transmission aéroportée est probablement quelque peu artificielle, les deux voies faisant probablement partie d'un continuum pour les infections respiratoires transmissibles.

La protection contre les infections présumées par gouttelettes par l'utilisation de respirateurs, mais pas de masques, prend en charge un continuum plutôt que des états discrets de gouttelettes ou de transmission aéroportée. Des études expérimentales et hospitalières ont montré des signes de transmission par aérosol du SRAS-CoV-2.

Une étude a trouvé un virus viable dans l'air 16 h après aérosolisation et a montré une plus grande propension aéroportée au SARS-CoV-2 par rapport au SARS-CoV et au MERS-CoV.

Chu et ses collègues ont rapporté que les masques et les masques respiratoires réduisaient le risque d'infection de 85%, avec une plus grande efficacité dans les milieux de santé que dans la communauté. Ils attribuent cette différence à l'utilisation prédominante de masques N95 (FFP2) dans les établissements de santé que dans la communauté; dans une sous-analyse, les masques respiratoires étaient efficaces à 96% par rapport aux autres masques, qui étaient efficaces à 67%. L'autre constatation importante pour le personnel de santé par Chu et ses collègues est que la protection oculaire a entraîné une réduction de 78% de l'infection; une infection par voie oculaire peut survenir par transmission par un aérosol ou auto-inoculation.

Pour les personnels de santé dans les locaux COVID-19, un masque respiratoire devrait être la norme minimale de soins. Cette étude réalisée par Chu et ses collègues devrait inciter à revoir toutes les lignes directrices recommandant un masque médical pour les agents de santé s'occupant de patients COVID-19. Bien que les masques médicaux protègent, la santé et la sécurité au travail des agents de santé devraient être la priorité absolue et le principe de précaution devrait être appliqué. Les infections évitables chez les personnels de santé peuvent entraîner non seulement des décès, mais aussi la mise en quarantaine de nombreux personnels de santé et des éclosions nosocomiales. Dans les établissements du National Health Service au Royaume-Uni, jusqu'à un personnel de santé sur cinq a été infecté par le COVID-19, ce qui est un risque inacceptable pour les personnels de première ligne. Pour répondre aux pénuries mondiales d'EPI, les pays devraient assumer la responsabilité de l'augmentation de la production plutôt que de s'attendre à ce que les personnels de santé travaillent dans des EPI sous-optimaux.

Chu et ses collègues signalent également que les masques respiratoires et les masques multicouches sont plus protecteurs que les masques monocouches. Cette découverte est vitale pour informer sur la prolifération des modèles de masques en tissu faits maison, dont beaucoup sont à une seule couche. Un masque en tissu bien conçu doit avoir un tissu résistant à l'eau, plusieurs couches et un bon ajustement facial.

Cette étude prend en charge l'utilisation universelle des masques, car les masques étaient tout aussi efficaces dans les établissements de santé que dans les milieux communautaires lorsqu'ils étaient ajustés pour le type d'utilisation du masque.

Une preuve croissante pour la transmission présymptomatique et asymptomatique de SARS-CoV-2 prend également en charge l'utilisation universelle du masque et la distanciation. Dans les régions à forte incidence de COVID-19, l'utilisation d'un masque universel combinée à une distance physique pourrait réduire le taux d'infection (aplatir la courbe), même avec des masques légèrement efficaces.

L'utilisation d'un masque universel pourrait permettre de lever en toute sécurité les restrictions dans les communautés cherchant à reprendre leurs activités normales et pourrait protéger les personnes dans des lieux publics surpeuplés et au sein des ménages. Les masques portés dans les ménages de Pékin, en Chine, ont empêché la transmission secondaire du SRAS-CoV-2 s'ils étaient portés avant l'apparition des symptômes du cas index.

Enfin, Chu et ses collègues réitèrent qu'aucune intervention n'est totalement protectrice et que des combinaisons de distanciation physique, d'utilisation de masques faciaux et d'autres interventions sont nécessaires pour atténuer la pandémie de COVID-19 jusqu'à ce que nous ayons un vaccin efficace. Jusqu'à ce que des données d'essais contrôlés randomisés soient disponibles, cette étude fournit les meilleures preuves spécifiques pour la prévention du COVID-19.

Les bactéries montrent leur métaux: un chemin évolutif vers la survie

« Les bactéries montrent leur métaux: un chemin évolutif vers la survie », source Université de Newcastle.

Une étude de deux protéines étroitement apparentées d'une bactérie pathogène a illustré pour la première fois comment l'évolution peut façonner l'utilisation des métaux essentiels par les enzymes.

Notre travail a de larges implications pour comprendre comment les enzymes utilisent les métaux essentiels pour la catalyse, et comment cette utilisation des métaux change au cours du temps évolutif, a dit le Dr Kevin Waldron, Université de Newcastle.

L’étude a été menée par une équipe internationale dirigée par le Dr Kevin Waldron de l'Université de Newcastle et le Dr Thomas Kehl-Fie de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign. Leurs travaux sont publiés dans Nature Communications.

Près de la moitié de toutes les enzymes ont besoin d'un cofacteur métallique essentiel pour la catalyse, appelé métalloenzymes. L'abondance des métalloenzymes rend la compréhension des principes régissant les interactions métal-protéine pertinente pour presque tous les aspects de la biologie, de la médecine et de la biotechnologie.

Les métalloenzymes sont souvent très spécifiques pour leur cofacteur d'ions métalliques apparentés, présentant une activité catalytique réduite lorsqu'elles sont liées au mauvais métal in vitro et in vivo. Cependant, les caractéristiques qui dictent quel métal est utilisé par les métalloenzymes sont mal comprises. Cela limite notre capacité à manipuler des métalloenzymes pour produire de nouvelles enzymes synthétiques qui pourraient effectuer des réactions chimiques utiles pour des applications biotechnologiques ou pour développer des inhibiteurs de métalloenzymes pour des applications industrielles et médicales, y compris comme médicaments antimicrobiens. La famille omniprésente superoxyde dismutase (SOD) au fer/manganèse illustre ce déficit de connaissances, car le métal spécifique utilisé par un membre de la famille ne peut pas être prédit in silico.

« Notre travail a de larges implications pour comprendre comment les enzymes utilisent les métaux essentiels pour la catalyse, et comment cette utilisation des métaux change au cours du temps évolutif », a déclaré le Dr Waldron.

Le groupe de chercheurs de l'Université de Newcastle, Royaume-Uni, de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign, États-Unis et de l'Université Paris-Saclay, France, avait précédemment démontré qu'une paire inhabituelle de métalloenzymes SOD dans la bactérie pathogène Staphylococcus aureus, y compris S. aureus résistant à la méthicilline (SARM), jouent un rôle important pendant l'infection. Ils ont découvert que ces métalloenzymes SOD défendent différemment la bactérie contre les attaques du système immunitaire.

Une SOD, qui est conservée dans les staphylocoques, utilise exclusivement du manganèse pour effectuer cette réaction de détoxication, tandis que la deuxième SOD de S. aureus est ‘cambialistique’, ce qui signifie qu'elle peut fonctionner aussi bien avec un cofacteur manganèse ou fer. Cette seconde SOD est unique au groupe S. aureus, qui sont plus pathogènes que les autres bactéries dépourvus de cette métalloenzyme.

Deux acides aminés clés

Dans cette étude, l'analyse biochimique, structurale et biophysique de ces SODs avec différentes spécificités métalliques a identifié deux acides aminés clés dans la structure de la SOD qui modifient la spécificité des métaux. Ces résidus n'entrent pas en contact direct avec les ligands de coordination des métaux mais contrôlent indirectement les propriétés redox du métal, démontrant que des changements architecturaux subtils provoqués par des mutations en acides aminés près du cofacteur peuvent altérer considérablement l'utilisation des métaux. Une analyse bioinformatique réalisée par l'équipe a démontré une relation évolutive très étroite entre ces deux SODs, suggérant qu'elles ont divergé récemment.

« Des études antérieures suggèrent qu'avec le temps, une protéine métal-dépendante peut passer d'un métal à un autre - une enzyme qui utilise le fer dans un organisme peut avoir évolué pour utiliser le cuivre dans un autre. Cependant, notre étude est la première à montrer comment l'évolution peut réaliser ce changement par des changements subtils dans la structure de l'enzyme », a déclaré le Dr Waldron.

S. aureus s’affame de manganèse au fil de l'infection, ce qui implique que cela pourrait avoir poussé son enzyme manganèse important à passer à l'utilisation d'un ion métallique alternatif lorsqu'il a développé la capacité de provoquer une infection.

« L'importance différentielle et la relation évolutive étroite entre les deux SODs staphylococciques, combinées à la capacité de manipuler le métal qu'elles utilisent, nous ont permis de déterminer si les contraintes au sein de l'hôte, comme la famine métallique, peuvent conduire à l'évolution des métalloenzymes », a dit le Dr Kehl -Fie.

L'introduction des mutations identifiées par l'équipe dans les cellules vivantes de S. aureus, qui diminuent la capacité de la SOD cambialistique à utiliser le fer, a réduit la capacité de la bactérie à résister au stress superoxyde lorsque le métal vient à manquer par l'hôte.

« Cela suggère que de petits changements dans l'activité métal-dépendante, en conjonction avec les contraintes rencontrées au sein de l'hôte, peuvent conduire l'évolution des métalloenzymes avec une nouvelle spécificité de cofacteur », a expliqué le Dr Kehl-Fie.

« Surtout, nos analyses ont découvert le mécanisme par lequel l'évolution a façonné les propriétés de ces métalloenzymes au niveau moléculaire, résultant en une paire d'enzymes qui utilisent différents ions métalliques pour la catalyse. Nous proposons que le changement dans l'utilisation des métaux par les métalloenzymes de S. aureus a été façonné par des changements dans les métaux disponibles pour la bactérie au cours de son évolution d'un mode de vie commensal à un pathogène opportuniste », a dit le Dr Waldron.

L'étude illustre comment l'évolution a façonné l'utilisation des métaux en apportant des modifications mineures à l'environnement chimique du cofacteur métallique redox-actif.

Sur la base de la recherche actuelle, l'équipe propose que le changement dans l'utilisation des métaux par les métalloenzymes de S.aureus a été façonné par des changements dans les métaux disponibles pour la bactérie alors qu'il évoluait d'un mode de vie commensal à un pathogène opportuniste.

Une étude révèle que les contacts familiaux et fréquents sont les plus exposés à un COVID-19 secondaire

C’est une étude intéressante, à mon sens, qui révèle que les contacts familiaux et fréquents sont les plus exposés au COVID-19 secondaire, source CIDRAP News.

Le taux d'attaque secondaire du COVID-19 chez les personnes présymptomatiques dans la province du Guangdong, en Chine, était de 16,1% parmi les contacts familiaux, 1,1% parmi les contacts sociaux et 0 pour les contacts sur le lieu de travail, selon une étude publiée le 26 mai dans Emerging Infectious Diseases.

Les chercheurs ont analysé les données de surveillance de la recherche des contacts recueillies du 28 janvier au 15 mars sur 38 personnes asymptomatiques et 369 de leurs contacts étroits. Le taux d'attaque secondaire est le pourcentage de ceux qui sont infectés par un patient principal ou index.

Les chercheurs ont déterminé un taux d’attaque secondaire global de 3,3% (intervalle de confiance [IC] à 95%, 1,9% à 5,6%). Les contacts de 60 ans et plus avaient le taux d’attaque secondaire le plus élevé, à 8,0%, contre 1,4% à 5,6% chez les contacts plus jeunes. Le taux d’attaque secondaire pour le patient index asymptomatiques était de 0,8%, atteignant 3,5% chez les personnes légèrement symptomatiques, 5,7% chez celles présentant des symptômes modérés et 4,5% chez celles souffrant d'une maladie grave.

Les contacts familiaux étaient 12 fois plus à risque d'infection, tandis que ceux ayant plus de cinq contacts avec le patient index au cours des 2 jours précédant le test positif étaient 29 fois plus à risque d'infection.

Le nombre de reproduction de référence (R zéro [R0)]) était de 0,3 (IC à 95%, 0,2 à 0,5), beaucoup plus petit que le R0 global précédemment rapporté de 2,2, ce qui pourrait être attribué à la surveillance active, à la quarantaine centralisée et à des conditions de distanciation sociale rigoureuse, ont dit les auteurs. Le R0 indique combien de personnes une seule personne infectera.

L'étude « souligne la nécessité d'une surveillance rapide basée sur les contacts et d'une distanciation sociale », ont écrit les auteurs. Les chercheurs ont également noté que les personnes asymptomatiques étaient moins susceptibles de transmettre le virus que celles présentant des symptômes.

« Cependant, cette découverte ne devrait pas décourager les efforts d'isolement et de surveillance », ont-ils dit.