Les chercheurs ont identifié une nouvelle biomolécule de glucides complexes, ou glycane, qui joue un rôle clé dans la colonisation nasale de la bactérie Bordetella responsable de la coqueluche. La découverte pourrait permettre de créer un nouveau médicament ou vaccin qui interfère avec le glycane pour réduire considérablement, voire arrêter la transmission actuelle de Bordetella.
Bordetella pertussis est à l’origine de l’infection respiratoire coquelucheuse, largement connue sous le nom de coqueluche. Les vaccins contre la coqueluche d’aujourd’hui empêchent les gens de tomber gravement malades, mais ils n’éliminent pas la bactérie car elle excelle à coloniser, à croître et à persister à l’intérieur du nez. Cela signifie que même si plus de 99 % des personnes sont vaccinées aux États-Unis, la coqueluche continue de se propager, entraînant des infections parmi les populations vulnérables, en particulier les nourrissons et les personnes âgées.
Yang Su a dirigé l’étude à l’Université de Géorgie à Athènes.
« Notre glycane nouvellement découvert est crucial pour que la bactérie conserve sa capacité à coloniser efficacement le nez et à la transmettre à un nouvel hôte », a déclaré Su, doctorante au département de biochimie et de biologie moléculaire. « En comprenant la fonction biochimique et moléculaire des gènes et des enzymes impliqués dans sa formation, nous pouvons désormais intervenir dans la production de ce glycane. »
Su présentera la recherche à Découvrez BMB, la réunion annuelle de la Société américaine pour la biochimie et la biologie moléculaire, qui se tiendra du 23 au 26 mars à San Antonio. Il est co-encadré par Maor Bar-Peled et Eric T. Harvill, tous deux de l’Université de Géorgie, et collabore avec Andrew Preston de l’Université de Bath au Royaume-Uni et Thomas M. Krunkosky de l’Université de Géorgie.
« Mon approche multidisciplinaire intègre l’enzymologie, les analyses structurelles des glycanes, la génétique, les modèles de cellules des voies respiratoires et les modèles d’infection de souris », a déclaré Su. « À ma connaissance, il s’agit du premier rapport faisant état d’un glycane important pour la colonisation précoce du nez de son hôte. »
Les glycanes sont des biomolécules constituées de chaînes de glucides tels que les polysaccharides. Ils sont essentiels dans divers processus biologiques, notamment la reconnaissance cellule-cellule, la signalisation et la modulation de la réponse immunitaire.
Dans une étude précédente, les chercheurs ont découvert qu’un glycane connu sous le nom de polysaccharide extracellulaire de transmission (tEPS) était nécessaire pour que Bordetella se propage entre les hôtes. Ils ont ensuite découvert que la production de glycane tEPS était liée à un autre groupe de gènes. Les enquêteurs soupçonnaient que ce nouveau groupe de gènes produisait probablement un autre glycane, mais on ne savait rien de sa fonction ou de sa structure.
Dans le nouveau travail, les chercheurs ont éliminé les gènes qui exprimaient ce glycane inconnu des bactéries pour voir s’ils pouvaient découvrir sa fonction. Le mutant Bordetella résultant a montré une réduction de 70 % de sa capacité à coloniser le nez des souris dans les six heures suivant l’inoculation. Le mutant a également montré une capacité considérablement réduite à transmettre de l’hôte d’origine à un nouvel hôte.
Les chercheurs ont découvert que ce nouveau glycane, qu’ils ont nommé oligosaccharide de colonisation de Bordetella, ou b-Cool, se trouve dans plusieurs espèces de Bordetella, y compris celles infectant les chiens et autres animaux, ainsi que dans des souches de Bordetella pertussis isolées de patients. Cela suggère que le ciblage de b-Cool pourrait conduire au développement de vaccins et de médicaments efficaces contre les infections animales et humaines.
Les chercheurs travaillent maintenant à comprendre comment b-Cool intervient dans la colonisation de Bordetella dans le nez, informations qui aideront à développer des traitements qui interfèrent avec la colonisation. Ils développent également un vaccin ciblant le glycane b-Cool, qu’ils prévoient de tester chez divers hôtes.
Yang Su présentera cette recherche lors d’une séance d’affiches de 16 h 30 à 18 h 30 HAC le lundi 25 mars, dans la salle d’exposition du Centre de congrès Henry B. González (Panneau d’affichage n° 288).