Une équipe de chercheurs de l’Institut de virologie humaine (IHV) de l’Université du Maryland School of Maryland (UMSOM), un centre d’excellence du Global Virus Network (GVN), a publié de nouvelles découvertes qui soulignent le rôle crucial des voies urinaires et génitales microbiote dans les résultats défavorables de la grossesse et l’instabilité génomique qui prennent naissance dans l’utérus pendant le développement du fœtus.
L’étude, publiée le 17 juillet dans le Actes de l’Académie nationale des sciences des États-Unis d’Amérique (PNAS)ont établi un nouveau lien entre l’instabilité génomique et une protéine de Mycoplasma fermentans, une sorte de bactérie qui colonise couramment le tractus urogénital. Cette protéine bactérienne a également réduit la fertilité chez les souris mères et entraîné davantage de malformations congénitales chez leurs nouveau-nés.
Cette recherche a été dirigée par Davide Zella, PhD, professeur adjoint de biochimie et de biologie moléculaire à l’IHV de l’UMSOM et Robert Gallo, MD, professeur distingué Homer & Martha Gudelsky en médecine, co-fondateur et directeur émérite de l’IHV de l’UMSOM, et co-fondateur et président du Conseil de direction scientifique du Global Virus Network.
Nos résultats élargissent non seulement notre compréhension de l’interaction entre le microbiote du tractus urogénital et la santé reproductive humaine, mais mettent également en lumière la contribution jusque-là non identifiée du microbiote humain aux anomalies génétiques.
Francesca Benedetti, PhD, auteur principal de l’étude, associée de recherche en biochimie et biologie moléculaire à l’IHV de l’UMSOM
« Nous visons à explorer davantage les mécanismes sous-jacents à ces découvertes et leurs implications potentielles pour la prévention et le traitement des anomalies chromosomiques et des maladies génétiques », a déclaré le co-auteur principal. Giovannino Silvestri, PhD, ancien associé de recherche en médecine à l’IHV de l’UMSOM.
Le microbiote humain est connu pour affecter le métabolisme, la sensibilité aux maladies infectieuses, la régulation du système immunitaire, etc. L’un de ces composants bactériens, les mycoplasmes, a été associé à divers cancers.
L’équipe de recherche a étudié une protéine Mycoplasma, DnaK, qui appartient à une famille de protéines qui protège d’autres protéines bactériennes contre les dommages et aide à leur repliement lorsqu’elles sont nouvellement fabriquées, agissant comme un soi-disant « chaperon ». Cependant, si cette protéine est avantageuse pour les bactéries, ses effets sur les cellules animales sont moins favorables. À cet égard, l’équipe avait précédemment démontré que ce DnaK est capté par les cellules de l’organisme et qu’il interfère avec des protéines clés impliquées dans la préservation de l’intégrité de l’ADN et dans la prévention du cancer, comme la protéine suppresseur de tumeur p53.
Pour cette dernière étude, les chercheurs ont créé des souris qui fabriquent la protéine DnaK normalement produite par la bactérie Mycoplasma fermentans. Ces souris exposées à DnaK ont accumulé une instabilité génomique dans laquelle des sections entières du génome ont été dupliquées ou supprimées, ce qui a donné des souris avec un nombre variable de copies de certains gènes.
L’équipe a remarqué que certaines de ces souris âgées de 3 à 5 semaines avaient des problèmes de mouvement et de coordination. Ils ont découvert que ces souris avaient une délétion dans le gène Grid2, qui chez l’homme conduit à la maladie génétique rare connue sous le nom d’ataxie spinocérébelleuse-18 (SCAR18) qui provoque un développement retardé des mouvements qualifiés et des déficiences intellectuelles.
« Remarquablement, cet exemple marque la première fois qu’un modèle de souris réussit à récapituler une maladie génétique humaine de novo, mettant en valeur le potentiel de ce modèle pour d’autres recherches sur la biologie du cancer », a déclaré le Dr Zella.
Plus d’un tiers des souris femelles qui ont fabriqué la protéine DnaK n’ont pas pu tomber enceintes. De plus, plus de 20% des chiots nés de mères avec la protéine DnaK avaient une sorte de malformation congénitale.
« Les occurrences d’instabilité génomique, sous la forme d’un nombre accru de variations du nombre de copies, pourraient expliquer la diminution de la fertilité et l’augmentation des cas de fœtus anormalement développés que nous avons observés lors de l’exposition au DnaK », a déclaré le Dr Gallo. « Ces données s’appuient sur nos travaux initiaux qui ont découvert le rôle perturbateur de DnaK sur les protéines clés impliquées dans la réparation appropriée de l’ADN endommagé, qui sont également connues pour jouer un rôle dans l’apparition des variations du nombre de copies. Notre engagement continu est de mieux comprendre les implications potentielles de ces découvertes dans la transformation cellulaire et le cancer. »
UMSOM Dean Mark T. Gladwin, MD, qui est également vice-président pour les affaires médicales, Université du Maryland, Baltimore et John Z. et Akiko K. Bowers Distinguished Professor, a salué le travail. « Les chercheurs soulèvent une question importante quant à savoir si DnaK peut interférer avec le développement du fœtus chez l’homme. Une prochaine étape importante serait de déterminer si la neutralisation de la bactérie ou de cette protéine pourrait préserver la fertilité et prévenir certaines malformations congénitales », a-t-il déclaré.
