Bactéries: découverte d'un nouveau mécanisme de résistance à un stress

Émeline Lawarée, chercheuse à l’URBM (Unité de Recherche en Biologie des Micro-organismes) publie un article dans la revue Nature Microbiology. Elle y explique les résultats d’une recherche, menée au sein de l'équipe de Jean-Yves Matroule, sur la résistance des bactéries au cuivre. Une belle récompense pour cette jeune chercheuse de publier dans la nouvelle revue du prestigieux groupe Nature.

Tout organisme a besoin d’un peu de cuivre pour vivre mais une trop forte concentration est nocive. Pour l’être humain par exemple, l’excès de cuivre est responsable de maladies neurodégénératives (telles que Parkinson ou Alzheimer) ou encore de la maladie de Wilson. Réguler la concentration de ce métal est donc essentiel pour tous les êtres vivants.

L’Homme exploite de plus en plus les propriétés toxiques du cuivre pour lutter contre les pathogènes dans les domaines de l’agriculture (bouillie bordelaise) et de la santé (matériel médical en cuivre). Son utilisation intensive pose dès lors la question de l’apparition d’une résistance accrue au sein des pathogènes, à l’image des antibiotiques. 

Pour approcher cette problématique, Emeline Lawarée a étudié la bactérie aquatique modèle Caulobacter crescentus, espèce fréquemment rencontrée dans les zones polluées par le cuivre et d’autres métaux lourds. Caulobacter appartient à un groupe de bactéries plus large qui compte de nombreuses bactéries pathogènes pour les animaux (dont l’Homme) et les plantes. Plusieurs découvertes réalisées chez cette bactérie modèle ont d’ailleurs pu être extrapolées à des bactéries pathogènes.

L’étude de la jeune chercheuse a mis en évidence une stratégie de survie originale dans un environnement riche en cuivre. Caulobacter se divise de manière asymétrique, c’est-à-dire qu’une cellule mère génère deux cellules filles morphologiquement et fonctionnellement différentes : une cellule flagellée mobile et une cellule pédonculée ancrée à son substrat via son pédoncule. L’hypothèse émise depuis longtemps par les scientifiques sans jamais avoir été démontrée, est que ces deux types de cellules différentes permettent de mieux résister à des conditions stressantes.  Aujourd’hui, la démonstration est faite ! 

En effet, la cellule flagellée fuit la source de cuivre pour se réfugier dans un environnement moins stressant. Par contre, la cellule pédonculée, qui ne peut pas fuir, met en route un système de détoxification rapide composé de seulement deux protéines : PcoA et PcoB. PcoA oxyde le Cu⁺ (forme toxique) en Cu²⁺ (forme moins toxique) alors que PcoB éjecte le cuivre hors de la bactérie. Ce système PcoAB permet donc à la cellule pédonculée de diminuer sa concentration intracellulaire en cuivre et de survivre dans ces conditions environnementales difficiles.

Cette étude met en évidence l’extrême capacité d’adaptation des bactéries face à un environnement défavorable.

 

Contact : Emeline Lawarée, Jean-Yves Matroule - emeline.lawaree@unamur.be
Plus d'info : http://www.nature.com/articles/nmicrobiol201698