Cienciaes.com : Protéines contre les bactéries. Nous avons parlé avec Eva Nogales.

Lorsque des bactéries pathogènes infectent l’une de nos cellules, une série de mécanismes de défense sont déclenchés que l’évolution a conçus avec un soin exquis. Dans un travail récent, publié dans la revue Science, notre invitée, Eva Nogales et un grand groupe international auquel participent des scientifiques de l’Université de Californie et de l’Institut médical Howard Hughes de Berkeley et du Conseil supérieur de la recherche scientifique d’Espagne, ont réussi visualiser, au microscope électronique, comment certaines protéines du système immunitaire se lient à une protéine présente dans les flagelles des bactéries et déclenchent une cascade de réactions qui aboutissent au suicide de la cellule infectée et à la destruction des pathogènes.

La lutte pour l’existence est toujours féroce et les bactéries comme les cellules du système immunitaire changent continuellement de stratégie pour s’adapter et améliorer leurs chances de survivre dans cet environnement de conflit continu. De multiples mutations sont nécessaires pour que les bactéries évitent les attaques des cellules du système immunitaire. Contre eux, les défenseurs disposent d’une grande variété de molécules protéiques dont la fonction est de se lier aux molécules libérées par les bactéries pour les reconnaître et agir en conséquence. Lorsque l’union se produit, un signal d’alarme se déclenche qui déclenche une chaîne de réactions visant à éliminer l’agent pathogène.

Les protéines bactériennes et celles générées par les cellules du système immunitaire sont des éléments complémentaires. Leurs formes s’emboîtent comme une clé dans sa serrure. Dans des études antérieures, le chercheur Russell Vance avait étudié une famille de protéines du système immunitaire que les plantes et les animaux utilisent pour détecter les agents pathogènes qui parviennent à pénétrer dans les cellules. L’une de ces protéines, connue sous le nom de NAIP5, joue un rôle important en s’associant à la flagelline, une protéine qui forme le flagelle qui permet à certaines bactéries de se propulser dans les fluides corporels. Le défi était de visualiser les protéines au niveau moléculaire pour savoir comment elles s’associaient les unes aux autres.

Jeannette Tenthorey, étudiante postdoctorale au laboratoire de Vance, et Nicole Haloupek, étudiante au laboratoire d’Eva Nogales, ont uni leurs forces et grâce à la collaboration de chercheurs d’autres domaines, comme JR López-Blanco et P. Chacón de l’Institut de Physique Le spécialiste de chimie Rocasolano du Conseil supérieur de la recherche scientifique de Madrid a réussi à visualiser le processus de couplage des protéines, en utilisant une technique d’imagerie appelée cryomicroscopie électronique.

L’étude a permis de comprendre pourquoi la méthode de reconnaissance utilisée par le système immunitaire est si efficace. La flagelline est tellement optimisée qu’elle ne permet pas à de nombreuses variations génétiques d’échapper aux protéines de défense car elle perd facilement ses propriétés.

Les bactéries envahissantes laissent des fragments de protéines (rouges) qui sont inspectés par une protéine du système immunitaire de souris appelée NAIP5 (jaune), qui recrute une deuxième protéine immunitaire (bleue), formant une structure appelée inflammasome.
Crédit : Russell Vance Lab / UC Berkeley / Howard Hughes Medical Institute

Je vous invite à écouter Eva Nogales, biologiste moléculaire à l’Université de Californie, chercheuse au Howard Hughes Medical Institute et au Lawrence Berkeley National Laboratory.

Référence:
Tenthorey et coll. « La base structurelle de la détection des flagellines par NAIP5 : Une stratégie pour limiter l’évasion immunitaire des agents pathogènes ». Science 17 novembre 2017 : Vol. 358, numéro 6365, pages 888-893 EST CE QUE JE: 10.1126/science.aao1140