Une étude récente de l'Université de Copenhague pourrait mener à de meilleures traitements pour les infections, en particulier dans la lutte contre la résistance aux antibiotiques.
Les bactéries, comme une ville sous constante attaque, possèdent un système de défense. Pour chaque bactérie, il y a environ dix virus, appelés bactériophages, conçus pour envahir les bactéries, ce qui peut nuire aux bactéries bénéfiques et contribuer à la résistance aux antibiotiques.
L'étude révèle que les bactéries utilisent un mécanisme de défense appelé Zorya pour se protéger contre les attaques virales. Ce système peut capturer les assauts viraux et détruire l'ADN du virus avant qu'il ne se réplique.
“Beaucoup des mécanismes de défense du corps entraînent la mort cellulaire, car la cellule se sacrifie pour empêcher la propagation des virus envahissants. Nous avons été surpris de voir que le système Zorya aborde le problème sans nuire à la cellule, ce qui est un avantage significatif,” a expliqué Nicholas Taylor, chercheur au Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research et co-auteur de l'étude.
Cette recherche a impliqué une collaboration entre des scientifiques de l'Université Humboldt en Allemagne, de l'Université d'Otago en Nouvelle-Zélande, de l'ETH Zurich en Suisse et de l'Université d'Oxford en Angleterre.
Les résultats indiquent que les bactéries peuvent adapter leur machinerie moléculaire pour repousser les infections virales, une connaissance qui pourrait être appliquée en biotechnologie et en conception de médicaments.
“Notre cartographie du système Zorya et sa capacité à intercepter et combattre les bactériophages aux premiers stades d'une infection représentent de nouvelles connaissances révolutionnaires sur ce mécanisme de défense,” a déclaré Taylor.
Il a ajouté que cette connaissance améliore non seulement la compréhension des défenses bactériennes, mais pourrait également être cruciale dans le développement de nouvelles méthodes pour traiter les infections résistantes aux antibiotiques, des systèmes antiviraux artificiels et des médicaments capables de bloquer les mécanismes de défense des bactéries nuisibles, augmentant ainsi l'efficacité des traitements cliniques.
“De plus, nos résultats pourraient contribuer au développement de mécanismes de défense antiviraux capables d'intercepter les infections virales,” a déclaré Haidai Hu, auteur principal de l'étude.
Pour comprendre comment fonctionne le système Zorya, les chercheurs ont utilisé des techniques avancées, y compris la cryo-microscopie électronique, qui permet de visualiser de minuscules structures, la mutagenèse pour les études de modification génétique, et la microscopie de fluorescence pour observer les cellules. La protéomique a également été utilisée.
“Nous avons isolé les gènes du système Zorya—ZorAB, ZorC et ZorD—et les avons transférés à des bactéries dépourvues de ce système. Les bactéries modifiées se sont révélées particulièrement aptes à se défendre contre les infections virales. En essence, le système Zorya peut combattre les virus sans tuer la cellule,” a noté Taylor.
“Nous avons utilisé la cryo-microscopie électronique pour examiner ZorAB, décrit comme un petit moteur alimenté par des protons. Ce moteur aide les bactéries à détecter les attaques virales et envoie des signaux qui activent d'autres composants du système Zorya, qui détruit ensuite l'ADN du virus, empêchant sa propagation.”
Cette étude marque une avancée significative dans la compréhension des mécanismes de défense des bactéries. La prochaine étape consiste à enquêter plus avant sur le système Zorya pour éclairer son potentiel biotechnologique et médical.