Les amyloïdes sont peut-être surtout connus comme un moteur clé de la maladie d'Alzheimer.
Les protéines amorphes, trouvées dans tout le corps humain, s'en tiennent à des cellules nerveuses comme la plaque, à étouffer leur fonction et à contribuer à une multitude de maladies neurodégénératives.
Selon la nouvelle recherche de l'Université du Colorado Boulder publié ce mois-ci dans la revue Nature, Ces protéines souvent malissées servent également un rôle essentiel pour les bactéries dans notre environnement, leur permettant de combattre d'autres «bactéries prédatrices».
« Nous avons découvert que les bactéries tout autour de nous utilisent des amyloïdes comme un costume moléculaire d'armure », a déclaré l'auteur principal Aaron Whiteley, professeur adjoint au Département de biochimie.
En mieux comprendre comment les bactéries se défendent contre les menaces, les scientifiques pourraient finalement développer de nouveaux outils pour tuer des microbes de croissance incontrôlables dans des endroits comme les hôpitaux et les installations de transformation des aliments, a-t-il déclaré. De telles recherches peuvent également offrir de nouvelles informations sur le fonctionnement du système immunitaire humain.
Une grande partie de la machinerie cellulaire qui constitue notre propre système immunitaire est en fait originaire de bactéries il y a un milliard et plus d'années. Si nous pouvons comprendre comment les bactéries utilisent ces gènes, nous pouvons mieux comprendre comment les humains les utilisent également et éventuellement transformer ces connaissances en nouvelles thérapies. »
Aaron Whiteley, professeur adjoint, Département de biochimie, Université du Colorado Boulder
Guerre entre les bogues
Ces dernières années, la communauté scientifique s'est de plus en plus intéressée par la façon dont les bactéries combattent les virus ou les phages. De telles recherches ont conduit à l'éplicer Gene lauréat du prix Nobel, CRISPR.
Moins d'attention a été accordée à la façon dont les bactéries combattent leurs propres «bactéries prédatrices».
Pour la nouvelle étude, Hannah Ledvina a zéro sur une bactérie prédatrice prédatrice particulièrement impitoyable appelée Bdellovibrio bacteriovorus. Beter connu sous le nom de « Bdello » (prononcé Dell-O), les vers de cannibales microbiens à l'intérieur d'autres espèces bactériennes, lixiviant leurs nutriments jusqu'à ce qu'ils meurent à mort et se nagent ensuite pour détruire à nouveau.
Bdello est partout de votre douche à votre ruisseau de quartier à votre bouche.
« Ils sont généralement inoffensifs pour les humains, mais ils sont mortels pour les bactéries qui nous rendent malades », a déclaré Whiteley. « Même E. coli doit s'inquiéter d'attraper l'une de ces bactéries prédatrices. «
La sagesse conventionnelle a jugé que Bdello sont, essentiellement, invincibles, avec d'autres bactéries assez impuissantes pour les combattre. (Cela a fait de Bdello un candidat préféré pour les efforts émergents pour lutter contre les bactéries problématiques avec des bactéries.)
Mais Whiteley s'est demandé: certaines bactéries se battent-elles contre des bactéries et gagnent aussi prédatrices?
Et si oui, comment?
Armure en amyloïde
Pour le savoir, l'équipe de recherche a commencé par amasser une vaste collection d'exotiques E. coli Des souches provenant de diverses sources du monde entier, y compris les tripes d'un lézard, les voies urinaires d'un patient en Suède et des échantillons SCAT de léopards et de kangourous.
Ensuite, ils ont mis Bdello en vrac sur ces bactéries.
« Nous avons été époustouflés », a déclaré Whiteley. « Nous avons constaté qu'environ un tiers des souches étaient réellement résistantes à Bdello. »
Dans les tests ultérieurs utilisant un microscope de haute technologie, l'équipe a pu voir comment ces souches résistantes ont riposté.
Les images ont montré clairement que les souches résistantes se sont complètement enduites dans un type de protéine amyloïde appelée curli, qui est similaire mais pas identique aux amyloïdes qui provoquent la maladie d'Alzheimer.
Dans des études de suivi utilisant le séquençage génétique, l'équipe a constaté que les bactéries utilisaient également des curli pour lutter contre d'autres bactéries prédatrices.
« Nous soutenons que les mêmes caractéristiques qui font des amyloïdes un problème pour les humains – le fait qu'ils sont durables et difficiles à les décomposer, faites-leur un costume idéal d'armure pour les bactéries, qu'ils utilisent pour défendre contre un large éventail de menaces », a déclaré Whiteley.
Connaître ton ennemi
L'étude suggère également que les bactéries enrôlent des amyloïdes pour développer des biofilms – les couches minces de bactéries résistantes qui persistent sur les instruments hospitaliers, les implants médicaux, les machines industrielles et autres surfaces, l'infection reproductrice et les pièces de corrodage.
Aujourd'hui, une façon courante de se débarrasser d'un biofilm est de le gratter.
Mais Whiteley soupçonne que Bdello et d'autres souches de bactéries prédatrices peuvent avoir développé des outils génétiques ou des enzymes uniques capables de désintégrer ce bouclier rigide et de décomposer le biofilm.
« Partout où les organismes se battent, l'innovation biochimique se produit », a-t-il déclaré.
Lui et ses collègues travaillent maintenant à déterminer ce que peuvent être ces outils de blindage, dans l'espoir qu'ils pourraient être cooptés pour développer de nouvelles façons de lutter contre la résistance aux antibiotiques ou les maladies alimentées par l'amyloïde comme la maladie d'Alzheimer.
Alors que les bactéries de notre environnement se battent, il regardera.
« Si nous pouvons comprendre ce qui rend cette armure si durable et ce que certaines bactéries prédatrices font pour le contourner, elle pourrait avoir toutes sortes d'implications pour la santé humaine », a-t-il déclaré.
