Des chercheurs révèlent des mécanismes qui aident l'agent pathogène du C. difficile à survivre dans des niveaux d'oxygène faibles

Revu par Emily Henderson, B.Sc.3 novembre 2020

Des chercheurs de l'ITQB NOVA, en collaboration avec l'Institut Pasteur de Paris, ont mis en lumière les mécanismes qui permettent Clostridioides difficile, un agent pathogène qui ne peut se développer que dans des environnements sans oxygène, pour pouvoir survivre à de faibles niveaux d'oxygène.

C. difficile est une cause majeure de problèmes intestinaux liés à l'utilisation d'antibiotiques, provoquant un nombre estimé de 124k cas par an dans l'UE, coûtant en moyenne 5k € par patient, conséquence directe de la contagion liée aux soins.

Variétés particulièrement pathogènes de C. difficile sont une cause importante d'infections à prévalence élevée dans les environnements de soins de santé et continueront d'entraver l'utilisation idéale de la thérapie antimicrobienne à moins que ces mécanismes ne soient compris plus rapidement que ces organismes n'évoluent.

Un intestin humain sain est généralement considéré comme principalement exempt d'oxygène mais, en réalité, il existe différents niveaux d'oxygène le long du tractus gastro-intestinal, ce qui pose un défi aux organismes anaérobies du microbiome humain, tels que C. difficile. Dans des organismes similaires à cette bactérie, il a été démontré que deux familles d'enzymes, les protéines flavodiiron et les rubrérérythrines, jouent un rôle important dans la protection contre le stress oxydatif.

« On en savait peu sur les protéines impliquées dans la capacité de C. difficile tolérer l'O2, et nos études ont démontré un rôle clé des protéines flavodiiron et des protéines rubrérérythrines dans la C. difficile avec la capacité de se développer dans des conditions telles que celles rencontrées dans le côlon », explique Miguel Teixeira, chef du laboratoire de biochimie fonctionnelle du laboratoire des métalloenzymes.

Cette découverte a conduit l'équipe ITQB NOVA, avec le laboratoire I. Martin-Verstreaet de l'Institut Pasteur, à développer une étude approfondie sur quatre de ces types de protéines. Il avait été précédemment établi qu'une protéine flavodiiron est capable de réduire à la fois l'oxygène et le peroxyde d'hydrogène, et cette étude a confirmé la même chose pour deux types de protéines de rubrérythrines.

Dans une souche mutante particulière de C. difficile, l'inactivation des deux rubrérythrines a conduit les bactéries à ne pas croître à un niveau d'oxygène supérieur à 0,1%, une différence significative par rapport à la résistance habituelle des bactéries, allant jusqu'à 0,4% d'O2.

En démontrant que le flavodiiron et les protéines de rubrérérythrine inverse sont essentiels C. difficileAyant la capacité de tolérer les dommages de ses cellules en présence d'oxygène, les deux équipes de chercheurs ont réussi un pas important vers une meilleure compréhension de ses mécanismes de résistance. Les chercheurs vont maintenant explorer d'autres mécanismes de survie de ces bactéries.