Encha?ner les agents pathogènes responsables de la diarrhée

Les vaccins ont fait leurs preuves dans la lutte contre les agents pathogènes tels que les bactéries ou les virus. Ils incitent le corps à former des anticorps protecteurs (IgA). Les vaccins ont également déjà été utilisés contre les infections intestinales.

Cependant, on ne savait pas jusqu'à présent comment les anticorps intestinaux, appelés IgA sécrétoires, protégeaient contre les infections. Un groupe de chercheurs dirigé par la ma?tre-assistante de l'ETH Emma Slack montre désormais, à l'exemple de la diarrhée aux salmonelles, que les IgA sécrétoires agissent tout autrement que ce que les scientifiques supposaient jusqu'à présent.

Dans une étude qui vient d'être publiée dans la revue spécialisée "Nature", les chercheurs démontrent que les anticorps IgA induits par la vaccination encha?nent pour ainsi dire les agents pathogènes dans l'intestin : L'IgA attache les bactéries filles les unes aux autres après leur multiplication. Les bactéries encha?nées peuvent certes continuer à se multiplier, mais tous leurs descendants restent également prisonniers de ces amas. L'agglutination en familles génétiquement homogènes empêche la contamination des tissus intestinaux, accélère l'élimination de l'agent pathogène et empêche l'échange de gènes entre bactéries de différentes familles.

Agglutination uniquement en tube à essai

La formation de grumeaux d'anticorps et de bactéries, appelée agglutination, est connue depuis longtemps. Celle-ci ne se produit toutefois que lorsque les anticorps et les bactéries sont présents à des densités élevées et se rencontrent donc fréquemment. "Dans l'éprouvette, cela fonctionne comme dans un livre d'école. On y trouve des concentrations suffisamment élevées d'anticorps et de bactéries pour qu'ils se rencontrent fréquemment", explique Slack.

Dans l'intestin, de telles densités élevées d'agents pathogènes sont toutefois l'exception. "Il est donc moins probable que les bactéries recouvertes d'IgA entrent en collision", explique la chercheuse. Malgré tout, la recherche observe depuis longtemps que de tels amas se forment dans l'intestin - il devait donc y avoir une autre explication pour l'agglutination.

La croissance bactérienne contr?le l'agglutination

Des grumeaux empêchent la maladie

"Ce qui est intelligent dans la formation d'amas, c'est que les anticorps ne tuent pas les bactéries. Dans le pire des cas, cela pourrait entra?ner une violente réaction immunitaire. Ils empêchent simplement les microbes d'interagir avec l'h?te, entre eux ou avec des parents proches", explique Wolf-Dietrich Hardt, professeur de microbiologie à l'ETH Zurich, qui a largement participé à ce travail.

La lutte contre les infections intestinales par le biais de la vaccination présente donc plusieurs avantages : Les amas de bactéries des anticorps ne peuvent pas s'approcher de la paroi intestinale. Cela empêche la muqueuse intestinale de s'enflammer. De plus, l'intestin se débarrasse rapidement des amas. Au bout de quelques jours, ils sont éliminés avec les fèces. "Ce système est efficace. Il est plus facile pour le système immunitaire de se débarrasser d'un amas entier que de capturer et d'éliminer chaque cellule bactérienne", explique Slack.

Pas d'échange de gènes de résistance

La vaccination intestinale pourrait aider à surmonter la crise de la résistance aux antibiotiques. D'une part, les maladies nécessitant l'utilisation d'antibiotiques pourraient être évitées. Cela réduirait automatiquement le développement et la propagation des résistances aux antibiotiques. D'autre part, la formation de grumeaux empêche l'échange de gènes entre les différentes populations de bactéries capturées.

Les bactéries échangent souvent des gènes sous forme de plasmides (morceaux d'ADN en forme d'anneau), qui portent souvent les redoutables gènes de résistance aux antibiotiques. Pour échanger des plasmides, les cellules bactériennes doivent toutefois se toucher. Si elles sont coincées dans des amas séparés, elles n'y parviennent pas.

Vacciner les animaux de rente

Les chercheurs ont mené leurs expériences avec des vaccins composés de salmonelles tuées et de E.coli-Les bactéries Escherichia coli ont réussi à passer. Selon les scientifiques, cette stratégie pourrait également être utilisée contre d'autres agents pathogènes de maladies intestinales comme les shigelles ou les listérias.

Le plus grand domaine d'application pour une vaccination contre les salmonelles pourrait être les animaux d'élevage comme les porcs. En règle générale, les humains s'infectent par contact avec ces animaux et leur viande crue. Une vaccination pour les humains serait également réalisable. Elle pourrait bénéficier aux personnes qui interviennent dans des zones touchées par des catastrophes ou des épidémies, ou qui voyagent dans des régions où les infections intestinales sont fréquentes.

Une collaboration à grande échelle est nécessaire

La présente étude est le résultat d'une collaboration de plus de six ans entre des chercheurs de plusieurs départements et installations de l'ETH, tels que ScopeM, ainsi que d'autres installations universitaires, notamment l'Université de Melbourne (AUS), l'Institut de recherche sur les maladies infectieuses (IRM) et l'Institut de recherche sur les maladies infectieuses (IRM). Istituto di Ricerca in Biomedicina à Bellinzona et le CNRS en France. La collaboration avec des ingénieurs comme Douglas R. Brumley et Roman Stocker a été importante pour la découverte du mécanisme d'encha?nement.

Emma Slack dirige un groupe à l'Institut de microbiologie de l'ETH Zurich. En 2011, elle a re?u une bourse d'études Ambizione du Fonds national suisse (FNS) et a commencé à travailler dans le groupe de recherche de Wolf-Dietrich Hardt.