Une souche mortelle de la bactérie du choléra, apparue en Indonésie en 1961, continue de se propager largement à ce jour, faisant chaque année des milliers de morts dans le monde, rendant des millions de personnes malades et, du fait de sa persistance, déroutant les scientifiques.
Enfin, dans une étude publié dans Naturedes chercheurs de l’Université du Texas à Austin ont découvert comment cette souche dangereuse a résisté pendant des décennies.
Un mystère de longue date concernant la souche de Vibrio cholerae (V. cholerae) responsable de la septième pandémie mondiale de choléra est de savoir comment cette lignée a réussi à supplanter les autres variantes pathogènes. L’équipe d’UT a identifié une particularité unique du système immunitaire qui protège les bactéries d’un facteur clé de l’évolution bactérienne.
« Cette composante du système immunitaire est unique à cette souche, et elle lui a probablement conféré un avantage extraordinaire par rapport aux autres lignées de V. Cholerae », a déclaré Jack Bravo, chercheur postdoctoral à l’UT en biosciences moléculaires et auteur correspondant de l’article. « Cela lui a également permis de se défendre contre les éléments génétiques mobiles parasites, qui ont probablement joué un rôle clé dans l’écologie et l’évolution de cette souche et ont finalement contribué à la longévité de cette lignée pandémique. »
Le choléra et d’autres bactéries, comme tous les êtres vivants, évoluent au fil du temps par une série de mutations et d’adaptations, permettant de nouveaux développements dans un environnement changeant, comme la résistance aux antibiotiques. Certains des moteurs de l’évolution des microbes sont des structures d’ADN encore plus petites, appelées plasmides, qui infectent, existent et se répliquent à l’intérieur d’une bactérie de manière à modifier l’ADN bactérien. Les plasmides peuvent également consommer de l’énergie et provoquer des mutations moins avantageuses pour les bactéries.
Grâce à une combinaison d’analyses en laboratoire et d’imagerie au cryo-microscope électronique, l’équipe de recherche a identifié un système de défense unique en deux parties que possèdent ces bactéries et qui détruit essentiellement les plasmides, protégeant et préservant ainsi la souche bactérienne.
L’Organisation mondiale de la santé estime que le choléra infecte entre 1,3 et 4 millions de personnes par an et qu’entre 21 000 et 143 000 en meurent chaque année. La bactérie se propage généralement par l’eau et les aliments contaminés ou par contact avec les liquides d’une personne infectée. Les cas graves sont marqués par des diarrhées, des vomissements et des crampes musculaires pouvant entraîner une déshydratation, parfois mortelle. Les épidémies surviennent principalement dans les zones où les infrastructures d’assainissement et d’eau potable sont médiocres.
Bien qu’il existe actuellement un vaccin contre le choléra, la protection contre les symptômes graves diminue après seulement trois mois. De nouvelles interventions étant nécessaires, les chercheurs affirment que leur étude offre une nouvelle voie potentielle à explorer pour les fabricants de médicaments.
« Ce système de défense unique pourrait être une cible de traitement ou de prévention », a déclaré David Taylor, professeur agrégé de biosciences moléculaires à l’UT et auteur de l’article. « Si nous pouvons supprimer cette défense, cela pourrait la rendre vulnérable, ou si nous pouvons retourner son propre système immunitaire contre la bactérie, ce serait un moyen efficace de la détruire. »
Le système de défense décrit dans le document se compose de deux parties qui fonctionnent ensemble. Une protéine cible l’ADN des plasmides avec une précision remarquable, et une enzyme complémentaire déchiquete l’ADN du plasmide, déroulant l’hélice de l’ADN se déplaçant dans des directions opposées.
Les chercheurs ont noté que ce système est également similaire à certains complexes CRISPR-Cascade, qui reposent également sur le système immunitaire bactérien. La découverte de CRISPR a finalement révolutionné les technologies d’édition génétique qui ont entraîné des percées biomédicales massives.
Delisa A. Ramos, Rodrigo Fregoso Ocampo et Caiden Ingram de l’UT étaient également les auteurs du document.
Plus d’information:
Jack PK Bravo et al, Ciblage et destruction des plasmides par le système de défense bactérien DdmDE, Nature (2024). DOI : 10.1038/s41586-024-07515-9