On estime que 476 000 Américains sont infectés chaque année par la maladie de Lyme, une maladie provoquant un large éventail de symptômes, notamment de la fièvre, des éruptions cutanées et des douleurs articulaires, ainsi que des effets sur le système nerveux central et le cœur. Bien qu’il soit de notoriété publique que Borrelia burgdorferi, la bactérie qui cause la maladie, pénètre dans le corps par la piqûre d’une tique du chevreuil infectée, la façon dont la bactérie parvient à migrer de cette morsure dans la circulation sanguine d’une personne n’a pas été clairement comprise.
Les ingénieurs de Johns Hopkins ont peut-être trouvé la réponse. À l’aide d’un modèle d’ingénierie tissulaire en trois dimensions conçu sur mesure, ils ont appris que B. burgdorferi utilise des mouvements tenaces d’essais et d’erreurs pour trouver et se glisser à travers de minuscules ouvertures appelées jonctions dans la muqueuse des vaisseaux sanguins près du site de morsure d’origine. Cela leur permet de faire du stop sur la circulation sanguine dans tout le corps, infectant potentiellement d’autres tissus et organes. Leurs résultats paraissent aujourd’hui dans Sciences avancées.
« Nos observations ont montré que si les bactéries ne trouvaient pas l’une de ces jonctions du premier coup, elles continuaient à chercher jusqu’à ce qu’on en trouve une », a déclaré le chef d’équipe Peter Searson, professeur au département de science et d’ingénierie des matériaux de la Whiting School of Engineering. chercheur au Johns Hopkins Institute for NanoBioTechnology. « Les bactéries passent une heure ou deux à utiliser ce comportement pour se frayer un chemin dans les vaisseaux sanguins, mais une fois là-bas, elles sont en circulation en quelques secondes. »
L’équipe a injecté la bactérie dans son modèle tridimensionnel, qui simule un vaisseau sanguin humain et son tissu dermique environnant, simulant une piqûre de tique, et a utilisé une technique d’imagerie optique à haute résolution pour observer ses mouvements. Ils ont observé que bien que le tissu au site de la morsure d’origine soit un obstacle à surmonter pour les bactéries en forme de spirale, peu d’efforts étaient nécessaires pour qu’elles pénètrent dans les jonctions et pénètrent dans la circulation sanguine.
Crédit : Université Johns Hopkins
« Nous avons déjà créé des modèles vasculaires issus de l’ingénierie tissulaire d’autres tissus, nous avons donc appliqué ce que nous avons appris pour créer un modèle de tissu dermique pour étudier le comportement et les mécanismes de dissémination des agents pathogènes à transmission vectorielle », a déclaré Searson.
La maladie de Lyme est répandue en Amérique du Nord, en Europe et en Asie, et bien que les traitements antibiotiques soient efficaces, certains patients présentent des symptômes qui peuvent persister pendant des mois et, dans certains cas, des années. L’équipe de Hopkins affirme que comprendre comment B. burgdorferi se propage dans tout le corps pourrait aider à éclairer les traitements pour empêcher les bactéries de la morsure initiale de pénétrer dans d’autres tissus et organes.
« Nous pensons également que le type de modèle d’ingénierie tissulaire humaine que nous avons créé peut être largement appliqué pour visualiser les détails des processus dynamiques associés à d’autres maladies à transmission vectorielle et pas seulement à la maladie de Lyme », a déclaré Searson.
Plus d’information:
Zhaobin Guo et al, Visualisation de la dynamique de l’invasion et de l’intravasation de la bactérie qui cause la maladie de Lyme dans un modèle de microvaisseau dermique d’ingénierie tissulaire, Sciences avancées (2022). DOI : 10.1002/advs.202204395