Le système d'autodestruction des bactéries tuberculeuses peut conduire à un `` médicament parfait ''
Une nouvelle recherche explore la structure d'un mécanisme naturel d'autodestruction contenu dans la bactérie responsable de la tuberculose chez l'homme. L'exploitation de ce mécanisme en utilisant ces nouvelles découvertes pourrait bientôt conduire à de meilleurs traitements.
Aux États-Unis, plus de 9000 cas de tuberculose (TB) sont survenus en 2017.
Bien que les États-Unis aient l'un des taux de tuberculose les plus bas au monde, la maladie reste l'une des 10 principales causes de décès dans le monde.
En fait, l'Organisation mondiale de la santé (OMS) estime qu'environ 10 millions de personnes avaient la tuberculose en 2017, et que 1,6 million de personnes en sont décédées.
Dans un effort pour concevoir des médicaments plus efficaces contre la tuberculose, une équipe internationale de chercheurs a entrepris d'étudier un système toxine-antitoxine que la bactérie tuberculeuse contient naturellement.
Les scientifiques - dirigés par Annabel Parret, du Laboratoire européen de biologie moléculaire à Hambourg, en Allemagne - expliquent leurs efforts et détaillent leurs découvertes dans la revue Cellule moléculaire.
Étude du système «toxine-antitoxine»
Comme l'expliquent Parret et son équipe dans leur article, les cellules bactériennes ont souvent un système toxine-antitoxine qui joue un rôle important dans la façon dont les bactéries réagissent et s'adaptent aux conditions de stress. Ces conditions incluent la famine ou le traitement avec des antibiotiques.
Le système comprend une protéine toxique et «un« antidote »ou antitoxine neutralisant les toxines.» Dans des conditions normales, l'antitoxine bloque l'activité de la toxine. Cependant, dans des circonstances stressantes - comme sous traitement antibiotique - l'antitoxine se décompose rapidement et la toxine est activée.
Le génome de Mycobacterium tuberculosis compte environ 80 groupes de gènes. Parmi ceux-ci, trois gènes codent pour des antitoxines essentielles à la vie et au bon fonctionnement de la bactérie.
Ainsi, Parret et ses collègues se sont concentrés sur les toxines qui compléteraient ces trois gènes codant pour l'antitoxine dans l'espoir de pouvoir les «exploiter» «pour le développement de nouvelles thérapies antituberculeuses».
Plus précisément, les chercheurs se sont inspirés d'études précédentes et ont choisi de se concentrer sur un seul de ces trois systèmes toxine-antitoxine.
Ils ont choisi ce système particulier car ici, l'effet de la toxine est beaucoup plus fort que dans d'autres systèmes: si «l'antidote» n'est pas présent, la toxine tue simplement la bactérie TB.
Ainsi, les scientifiques ont examiné la structure de ce système. Comme l'explique Parret, «Notre objectif était de voir la structure du système [toxine-antitoxine], afin que nous puissions essayer de la comprendre et même de la manipuler.»
Vers «le médicament antituberculeux parfait»
Les scientifiques ont découvert que la structure de ce système ressemble beaucoup aux toxines du choléra et de la diphtérie. «Cela ressemble à un diamant et il est très stable», déclare le co-auteur de l'étude Matthias Wilmanns.
À l'aide d'un modèle murin d'infection tuberculeuse et de traitement antibiotique, ils ont étudié le comportement du système toxine-antitoxine.
Ils ont révélé que lorsque la toxine se sépare de son antidote, elle devient active et commence à «ronger» les molécules NAD +, qui sont des métabolites cellulaires indispensables à la vie de la cellule.
Finalement, la dégradation progressive des molécules tue toutes les cellules bactériennes, une à une. Les chercheurs espèrent exploiter ce mécanisme naturel d'autodestruction pour créer de nouveaux médicaments antituberculeux plus efficaces.
En effet, explique Parret, «Nos collaborateurs à Toulouse ont déjà pu prolonger la durée de vie des souris infectées par la tuberculose en activant la toxine de manière contrôlée.»
«Si nous trouvons des molécules qui peuvent perturber le système [toxine-antitoxine] - et ainsi déclencher la mort cellulaire - chez les patients tuberculeux, ce serait le médicament parfait […]. Si nous réussissons, cela pourrait être une nouvelle approche pour le traitement de la tuberculose et d’autres maladies infectieuses. »
Annabel Parret
