Un microbiologiste de l’Université du Massachusetts à Amherst a reçu une subvention des National Institutes of Health (NIH) pour soutenir la recherche visant à développer de nouveaux traitements plus efficaces contre la tuberculose (TB).
« L’agent pathogène de la tuberculose est un organisme assez étonnant », déclare Yasu Morita, professeur agrégé de microbiologie, qui a reçu une subvention de 420 000 $ sur deux ans. « Deux milliards de personnes, plus d’un quart de la population mondiale, sont porteuses de la tuberculose, mais seule une petite fraction d’entre elles développent la maladie, et la majorité ne sait jamais qu’elles l’ont. »
Morita étudie les mycobactéries, un groupe de bactéries omniprésentes dans le sol et l’environnement. Plusieurs espèces de mycobactéries provoquent des maladies, dont la plus connue est la tuberculose.
La plupart du temps, l’agent pathogène de la tuberculose reste inactif dans l’organisme. Mais dans certains cas, il provoque une maladie grave, attaquant généralement les poumons, et peut entraîner la mort s’il n’est pas correctement traité. En 2021 dans le monde, 1,6 million de personnes sont mortes de la tuberculose et 10,6 millions de personnes sont tombées malades de la maladie, selon l’Organisation mondiale de la santé.
« Alors, comment les mycobactéries restent-elles dans l’hôte pendant des décennies sans être tuées ou mourir, mais sans tuer l’hôte non plus? » dit Morita, dont le laboratoire se concentre sur l’étude de l’enveloppe cellulaire mycobactérienne, ou la surface protectrice de la cellule.
« Nous travaillons sur un organisme modèle non pathogène principalement pour déterminer quelles caractéristiques des bactéries sont nécessaires à leur survie et à leur croissance. Nous nous intéressons particulièrement à la structure de surface des bactéries car il est très important de les protéger des attaques extérieures, comme le système immunitaire. système ou d’antibiotiques ou d’agents toxiques qui doivent traverser la couche de surface et pénétrer à l’intérieur.
Comprendre comment cette surface est créée est très important. C’est une armure de protection très rigide, et en même temps, elle doit être suffisamment flexible pour s’allonger puis se diviser. »
Yasu Morita, professeur agrégé de microbiologie, Université du Massachusetts Amherst
L’objectif de la recherche de Morita est de développer un médicament qui interrompt l’homéostasie de l’enveloppe cellulaire mycobactérienne, rendant les mycobactéries incapables de se développer ou vulnérables aux attaques. Après des années d’études dirigées par l’étudiant diplômé Ian Sparks, Morita et son équipe se sont concentrés sur les glycolipides situés à la surface des cellules, qui aident à maintenir la stabilité de la membrane cellulaire.
« Ian a créé une cellule mutante qui ne peut pas fabriquer de glycolipides, et la bactérie n’a pas pu se développer et a perdu sa forme », explique Morita. « Il doit donc faire quelque chose de très important, en aidant d’une manière ou d’une autre à fortifier la couche de paroi cellulaire et à maintenir la forme cellulaire. »
Dans la nouvelle recherche, Morita travaillera avec des mutants pathogènes de la tuberculose pour confirmer leurs découvertes à partir de la mycobactérie modèle. Les glycolipides semblent également jouer un rôle important dans la couche capsulaire de la cellule, située à l’extérieur de la paroi cellulaire. « La sensibilité aux antibiotiques augmente lorsque nous fabriquons ces bactéries mutantes, et nous voulons comprendre le rôle exact de ces glycolipides et l’étudier dans les mycobactéries pathogènes », dit-il.
Le ciblage des glycolipides peut être un moyen de renforcer l’efficacité des antibiotiques préexistants qui ne sont pas adaptés au traitement de la tuberculose. Par exemple, l’agent pathogène de la tuberculose est résistant aux antibiotiques courants comme la pénicilline. « La pénicilline a été révolutionnaire pour de nombreuses maladies bactériennes, mais elle ne peut pas pénétrer la couche superficielle mycobactérienne, et les mycobactéries ont également une enzyme qui peut décomposer la pénicilline », explique Morita. « Mais si nous décomposons la structure de surface des cellules, elles deviennent beaucoup plus sensibles aux antibiotiques liés à la pénicilline. »
Le laboratoire de Morita au Centre des modèles de médecine de l’Institut des sciences de la vie appliquées comprend des installations de niveau de biosécurité 3 nécessaires pour travailler avec des agents pathogènes comme la tuberculose.
« C’est beaucoup plus exigeant et chronophage de travailler avec un véritable agent pathogène de la tuberculose, mais c’est ce que vous devez faire lorsque vous arrivez au point où vous avez une bonne cible et devez tester si ce que nous voyons dans les organismes modèles est le même dans l’agent pathogène », dit-il.
