Comment les bactéries s'installent chez nous

Près d'une femme sur deux souffre au moins une fois dans sa vie d'une inflammation de la vessie. Des scientifiques de l'ETH Zurich et de l'Université de B?le ont maintenant étudié comment la bactérie intestinale E. coli parvient à se fixer à la surface des voies urinaires, empêchant ainsi son évacuation par l'urine.

Vue agrandie : l'agent infectieux E. coli (Image : Maximilian Sauer / ETH Zurich)
L'agent infectieux E. coli (en gris) s'accroche aux surfaces cellulaires de l'appareil urinaire à l'aide de la protéine FimH (jaune/rouge). (Graphique : Maximilian Sauer / ETH Zurich)

De nombreuses femmes savent par expérience à quel point une cystite est douloureuse : br?lures en urinant et besoin constant d'uriner en sont les sympt?mes typiques. Dans le cas des cystites, qui se répètent souvent, le principal responsable est la bactérie intestinale Escherichia coli. Il pénètre dans l'appareil urinaire depuis l'extérieur, s'y fixe et provoque des inflammations. Les chercheurs réunis autour de Rudolf Glockshuber, professeur à l'Institut de biologie moléculaire et de biophysique de l'ETH Zurich, ainsi que de Timm Maier et Beat Ernst, professeurs à l'Université de B?le, ont désormais découvert comment les bactéries parviennent à s'accrocher à la protéine FimH lors de l'émission d'urine tout en remontant l'urètre.

Avec FimH à la surface des cellules

Les agents pathogènes possèdent de longs prolongements cellulaires filiformes à l'extrémité desquels la protéine FimH forme un minuscule crochet. Cette protéine, qui s'accroche aux structures de sucre sur les surfaces cellulaires de l'appareil urinaire, possède une propriété particulière : elle se lie d'autant plus fermement aux molécules de sucre que la bactérie est tirée. Lors de l'élimination de l'urine, le flux de liquide génère de fortes forces de traction, sous lesquelles la FimH protège ainsi la bactérie de l'évacuation.

"En combinant différentes méthodes biophysiques et biochimiques, nous avons pu élucider le comportement de liaison de la FimH avec une précision encore jamais atteinte", explique Glockshuber. Dans leur étude, les scientifiques montrent maintenant pour la première fois comment les forces mécaniques régulent la force de liaison de FimH. "La protéine FimH est composée de deux parties, la deuxième partie, qui ne se lie pas au sucre, contr?le la force avec laquelle la première se lie aux molécules de sucre", explique Maier. "Lorsque les deux parties sont séparées par le flux urinaire, le site de liaison au sucre se ferme. Mais si les forces de traction diminuent, la poche de liaison s'ouvre. Les bactéries peuvent alors se détacher et remonter l'urètre".

Des médicaments contre la FimH

Les infections urinaires sont la deuxième raison la plus fréquente de prescription d'antibiotiques. Mais à l'heure où les résistances se multiplient, la recherche de stratégies de traitement alternatives est de plus en plus mise en avant. Pour prévenir et lutter contre les E. coli-Les médicaments qui bloquent déjà la première fixation des bactéries par FimH dans les voies urinaires seraient une alternative appropriée, car l'utilisation d'antibiotiques deviendrait ainsi souvent superflue. Cela ouvre la possibilité de réduire l'utilisation élevée d'antibiotiques et de prévenir l'apparition de résistances.

Cet article est basé sur une page externeCommuniqué de presse de l'Université de B?le.

Référence bibliographique

Sauer MM, Jakob RP, Eras J, Baday S, Eri? D, Navarra G, Bernèche S, Ernst B, Maier T, Glockshuber R : Catch-bond mechanism of the bacterial adhesin FimH. Nature Communications, 7 mars 2016, doi : page externe10.1038/ncomms10738

JavaScript a été désactivé sur votre navigateur.