Les enzymes utilisées par les bactéries pour décomposer le mucus dans l'intestin pourraient fournir un biomarqueur utile pour les maladies intestinales, selon une nouvelle recherche publiée dans Communications de la nature.
Des chercheurs de l'Université de Birmingham et de l'Université de Newcastle ont identifié et caractérisé avec succès l'une des enzymes clés impliquées dans ce processus.
Ils ont démontré comment l'enzyme permet aux bactéries de se décomposer et de se nourrir des sucres dans les couches de mucus tapissant l'intestin.
La recherche offre un pas en avant significatif dans notre compréhension des relations co-dépendantes complexes à l'œuvre dans l'intestin, dont on sait peu de choses actuellement.
Parce que le mécanisme utilisé par l'enzyme est particulièrement distinctif, les chercheurs prévoient qu'il peut être utilisé dans le développement de nouveaux diagnostics pour les maladies intestinales.
Les molécules du mucus, appelées mucine, sont constamment produites par le corps pour générer la couche de mucus dans l'intestin qui constitue une barrière entre les populations complexes de bactéries de l'intestin et le reste du corps. La mucine contient des chaînes de molécules de sucre appelées glycanes, et celles-ci fournissent également une source essentielle de nutriments pour les bactéries.
L'équipe a étudié comment cette enzyme se trouve à l'extérieur de la cellule bactérienne et détache des parties de la molécule de mucine, les emmenant à l'intérieur de la cellule bactérienne pour être consommées.
Étant donné que les glycanes sont connus pour changer lorsque certaines maladies sont présentes dans le corps, les chercheurs prévoient qu'il sera possible d'utiliser les enzymes pour prendre un instantané des glycanes dans une biopsie et de l'utiliser comme biomarqueur pour la détection précoce de la maladie.
Le mucus est structuré un peu comme un arbre, avec beaucoup de branches et de feuilles différentes. De nombreuses enzymes découvertes jusqu'à présent pourraient couper certaines feuilles pour les manger, mais l'enzyme que nous avons étudiée détruira une branche entière – c'est un mécanisme assez distinctif et cela nous donne un biomarqueur utile pour étudier la maladie.. «
Dr Lucy Crouch, chercheuse principale, École des biosciences, Université de Birmingham
L'équipe a étudié ce processus dans trois maladies différentes. Ils ont examiné les tissus d'adultes souffrant de colite ulcéreuse et de cancer colorectal, et de nourrissons prématurés atteints d'entérocolite nécrosante, une maladie grave dans laquelle l'intestin devient enflammé et peut commencer à mourir.
Ils ont découvert qu'en ajoutant l'enzyme aux échantillons et en marquant les glycanes avec un colorant fluorescent, ils étaient en mesure d'obtenir des informations utiles sur la structure du glycane.
Le Dr Crouch ajoute: «Bien que nous ne comprenions toujours pas complètement de quoi sont fabriquées les structures glycanes et comment celles-ci varient entre les différents types de tissus, nous pouvons voir que les différences de structure entre les tissus sains et non sains sont assez distinctives.
Nous espérons pouvoir utiliser ces enzymes pour commencer à produire de meilleurs diagnostics pour les tout premiers stades de ces maladies. «
La source:
Référence du journal:
Accroupi, L, I., et al. (2020) Des membres éminents du microbiote intestinal humain expriment des glycanases O-1 endo-agissantes pour initier la dégradation de la mucine. Communications de la nature. doi.org/10.1038/s41467-020-17847-5.
