L’agent pathogène Acinetobacter baumannii peut survivre sur les surfaces des hôpitaux – sans eau – pendant des mois, une capacité qui l’a aidé à devenir l’une des principales causes d’infections nosocomiales.
Maintenant, une équipe de chercheurs de l’Université Vanderbilt a découvert un mécanisme que cet insecte utilise pour vivre dans un état desséché : il produit des protéines « hydrophilines » qui protègent contre la privation d’eau.
La découverte, rapportée dans le journal Hôte cellulaire et microbepourraient guider de nouvelles stratégies pour éliminer A. baumannii des surfaces en ciblant ces protéines hydrophilines.
L’Organisation mondiale de la santé considère A. baumannii comme l’une des bactéries les plus prioritaires pour lesquelles de nouveaux antibiotiques sont nécessaires en raison de sa résistance croissante aux antibiotiques, a déclaré Eric Skaar, Ph.D., MPH, professeur Ernest W. Goodpasture de pathologie, microbiologie et immunologie.
« Le fait qu’A. baumannii contamine les surfaces hospitalières et qu’il soit extrêmement difficile de s’en débarrasser le met en contact étroit avec des patients très vulnérables », a déclaré Skaar, qui est également directeur du Vanderbilt Institute for Infection, Immunology, and Inflammation. Les perturbations des pratiques de contrôle des infections pendant la pandémie de COVID-19 ont entraîné une récente augmentation des cas d’A. baumannii.
Les résultats pourraient également avoir des applications translationnelles pour la préservation des produits pharmaceutiques à base de protéines et de bactéries vivantes (probiotiques) qui sont séchés et conditionnés sous forme de pilules, avec seulement une fraction survivante.
« Un défi pour les probiotiques est de faire passer suffisamment de bactéries dans l’estomac et dans l’intestin », a déclaré Skaar. « Si vous mettez ces protéines d’Acinetobacter dans un probiotique, cet organisme serait beaucoup plus susceptible de survivre au processus de dessiccation (séchage) et de sortir vivant de la pilule. »
Pour explorer comment A. baumannii tolère la perte d’eau, la chercheuse postdoctorale Erin Green, Ph.D., a mené des études qui ont d’abord examiné les effets de la dessiccation sur la physiologie et la pathogenèse d’A. baumannii. Les chercheurs ont découvert qu’A. baumannii pouvait survivre plus de sept mois à la dessiccation et que lorsqu’il était séché puis réhydraté, il provoquait des infections plus virulentes chez la souris. Ils ont également démontré que des souches cliniques récemment isolées d’A. baumannii étaient 10 fois plus résistantes à la dessiccation par rapport à une souche de laboratoire plus ancienne.
À l’aide d’un dépistage génétique, Green et ses collègues ont découvert deux « protéines de tolérance à la dessiccation » d’A. baumannii, que le groupe a nommées DtpA et DtpB. Les protéines ont une séquence d’acides aminés inhabituelle d’unités répétitives et ne ressemblent pas à des protéines typiques, a déclaré Skaar.
« La séquence protéique nous a vraiment surpris, et nous avons compris assez rapidement que DtpA et DtpB partagent ces caractéristiques inhabituelles avec un groupe de protéines appelées » protéines intrinsèquement désordonnées « qui sont présentes dans des organismes connus pour être extraordinairement résistants à la privation d’eau. »
La liste des organismes comprend les tardigrades, les nématodes, les levures et les graines de plantes. DtpA et DtpB sont parmi les premières protéines bactériennes intrinsèquement désordonnées à être caractérisées.
« C’était plutôt cool de comprendre qu’Acinetobacter utilise la même stratégie pour résister à la privation d’eau que les tardigrades, qui sont parmi les animaux les plus résistants connus et ont même survécu à l’exposition à l’espace », a déclaré Skaar.
Les chercheurs ont démontré que l’expression de DtpA dans une souche bactérienne probiotique différente pourrait étendre la protection contre la perte d’eau à cette souche, ce qui appuie l’idée d’utiliser DtpA ou des protéines similaires pour favoriser la survie des probiotiques après la dessiccation. Ils ont également montré que le séchage ou l’inactivation par la chaleur d’une enzyme protéique purifiée en présence de DtpA protégeait l’activité de l’enzyme.
« Nous pensons que ces protéines peuvent avoir une application commerciale précieuse pour préserver l’activité des protéines et des probiotiques thérapeutiques », a déclaré Skaar.
Les auteurs en plus de Green et Skaar incluent Andrew Monteith, Ph.D., et Hualiang Pi, Ph.D., à VUMC et Joseph Fakhoury et David Giedroc, Ph.D., à l’Université d’Indiana.
Erin R. Green et al, Les hydrophilines bactériennes favorisent la tolérance à la dessiccation des agents pathogènes, Hôte cellulaire et microbe (2022). DOI : 10.1016/j.chom.2022.03.019