Résumé :
Une équipe de recherche du centre de santé de l'Université de l'Utah aux États-Unis a découvert que les bactéries peuvent déterminer si elles ont été envahies en reconnaissant une activité enzymatique nécessaire au virus lui-même, activant ainsi un puissant système de défense immunitaire. Cette découverte révèle non seulement un lien important dans le mécanisme antiviral bactérien, mais devrait également aider les scientifiques à développer des thérapies phagiques plus efficaces pour lutter contre le problème croissant de la résistance aux antibiotiques. Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue Science.
Ces dernières années, les phages viraux qui infectent spécifiquement les bactéries ont reçu une large attention de la part de la communauté médicale. Parce que les phages peuvent attaquer précisément les bactéries sans nuire aux cellules humaines, ils sont considérés comme un outil important dans le traitement futur des infections bactériennes tenaces, en particulier dans le contexte d'un nombre croissant d'agents pathogènes devenant résistants aux antibiotiques existants. Toutefois, les bactéries ne sont pas sans défense. Ils disposent également d’un système immunitaire complexe qui prévient l’infection par les phages. L’étude de ces mécanismes de défense est considérée comme une étape clé pour promouvoir le développement de la phagothérapie.
Les chercheurs ont découvert cette fois que la façon dont les bactéries reconnaissent l'invasion virale est différente de ce que l'on pensait auparavant. Dans le passé, on croyait généralement que les bactéries détectaient leurs agresseurs principalement en détectant le matériel génétique viral étranger. Mais de nouvelles recherches montrent que les bactéries peuvent également détecter les signaux d’activité produits par les virus lorsqu’ils accomplissent leurs propres tâches. Plus précisément, une enzyme nécessaire au virus clive une molécule capteur importante à l’intérieur de la bactérie, et cette action déclenche un signal d’alarme, permettant à la bactérie de lancer rapidement une réponse immunitaire.
Sam Hobbs, premier auteur de l'étude et professeur adjoint de biochimie au centre de santé de l'Université de l'Utah, a déclaré qu'il s'agissait de l'une des formes d'immunité les plus courantes chez les bactéries, et lorsque l'équipe a finalement réussi à percer son mécanisme de fonctionnement, tout le monde a eu l'impression d'avoir vécu un « moment aha ».
Cette étude s'est concentrée sur un système immunitaire bactérien appelé CBASS. Lorsque le système est activé, les bactéries adoptent une stratégie extrême de « sacrifice de soi ». Avant que le virus ne termine sa réplication et ne se propage aux bactéries environnantes, les cellules infectées mourront activement, brisant ainsi la chaîne de transmission virale. Puisque cette défense conduit directement à la mort de la cellule hôte, le système doit être extrêmement précis pour identifier une véritable menace virale avant qu’elle ne soit activée.
L'équipe de recherche a découvert que le système CBASS cible un outil clé sur lequel le virus s'appuie pour survivre. Certains phages produisent des enzymes appelées protéases qui coupent et décomposent les protéines. Les scientifiques ont découvert que les protéases virales agissent directement sur des protéines spécifiques dans les bactéries hôtes, et ce processus devient un élément clé dans l’activation de l’ensemble de la voie de signalisation immunitaire. En d’autres termes, les armes utilisées par le virus pour lancer des attaques ont révélé sa propre existence.
Les chercheurs estiment que ce mécanisme démontre un jeu biologique extrêmement intelligent. Les bactéries n’ont pas besoin d’identifier elles-mêmes directement les virus en constante évolution, mais plutôt de surveiller les étapes critiques que les virus effectuent inévitablement au cours de l’infection. Une fois ces étapes franchies, le système immunitaire est prêt à réagir immédiatement.
Les scientifiques affirment qu'une compréhension plus approfondie de la façon dont les bactéries détectent et résistent aux phages aidera non seulement à concevoir de nouveaux phages thérapeutiques capables de contourner le système immunitaire bactérien, mais aidera également les chercheurs à explorer les stratégies immunitaires formées au cours de l'évolution à long terme de la vie. Alors que la crise de la résistance aux antibiotiques continue de s’étendre, ce type de recherche pourrait jouer un rôle important dans le développement de traitements alternatifs à l’avenir.
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