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Une nouvelle étude publiée dans la revue Nature en mars 2020 fait état d'une protéine de transport unique trouvée dans la bactérie Mycobacterium tuberculosis. Contrairement à d'autres transporteurs, cette protéine de vésicule transmembranaire géante aide à transporter les molécules hydrophiles, notamment la vitamine B12 ou la cobalamine, à travers les membranes cellulaires.
La recherche s'appuie sur l'utilisation de la cryomicroscopie électronique pour obtenir des images de transporteurs. La tuberculose est un organisme complet car elle possède toute la machinerie génétique nécessaire pour produire de la cobalamine dans ses cellules. Cependant, elle doit recevoir des vitamines de l'extérieur pour réussir la division cellulaire.
Pour ce faire, il utilise un transporteur de vitamine B12, qui fait partie d'une grande famille de transporteurs de cassettes de liaison à l'ATP (ABC). Ces protéines utilisent l'énergie chimique stockée dans les molécules d'ATP pour transporter des molécules de substrat à travers les membranes cellulaires. Ces transporteurs sont également impliqués dans le transport de peptides comme la bléomycine, qui inhibent la croissance des micro-organismes. C'est un phénomène curieux, explique le chercheur Dirk Slotboom, qui affirme que deux molécules très diverses sont rarement transportées par le même transporteur.
Cela a incité la présente étude à examiner la structure de cette protéine unique. « Cela a été un long processus, mais nous avons fini par le déchiffrer en utilisant la cryomicroscopie électronique », a déclaré Slotboom. Les résultats ont été frappants : la protéine contenait ce qui ne pouvait être décrit que comme gigantesque, une grande cavité remplie d'eau qui s'étendait dans la membrane cellulaire. Sur toute la largeur, la capacité est de 7 700 angströms cubes – jusqu'à sept molécules de cobalamine, selon les chercheurs. .
Le travail du transporteur lui-même semble simple : il suffit de se vider et de tout mettre à l'eau. D'où l'analogie avec l'écluse. « Vous laissez entrer l'eau et tout ce qu'elle contient », poursuit Slotboom. C’est peut-être ainsi qu’il peut transporter simultanément des vitamines et des peptides antibiotiques, bien que leurs structures soient très différentes.
Les capacités de transport non sélectif ont également leurs inconvénients, le plus évident étant l'inefficacité. Cependant, cela ne pose pas de problème dans ce cas, le Bacille n'a besoin que d'un nombre limité de molécules de cobalamine pour achever son cycle de reproduction qui dure environ 24 heures.
Les chercheurs ont été surpris par la différence entre ce transporteur et tout autre transporteur conventionnel connu. Ils ont commenté : « Cela change notre façon de voir la physiologie bactérienne. Il existe de fortes indications que d’autres espèces bactériennes possèdent des systèmes similaires, ce qui signifie qu’elles acquièrent des molécules de manière aléatoire dans l’environnement.
D'autre part, les chercheurs sont intrigués par la possibilité que les cellules humaines puissent également avoir des mécanismes très similaires pour transporter des substances telles que la cobalamine. Cette vitamine se lie d'abord à un peptide gastrique appelé facteur intrinsèque. Ce peptide provient de cellules pariétales spécialisées de la muqueuse de l'estomac. et permet à la vitamine B12 de former un complexe avec elle. Le complexe est ensuite absorbé par les cellules épithéliales.
Ce complexe finit par s'installer dans les lysosomes des cellules épithéliales. Les lysosomes sont des « sacs suicides » remplis d'enzymes puissantes. Ici, le facteur intrinsèque est décomposé et la B12 est libérée du lysosome dans la cellule. Ici, elle est finalement impliquée dans le métabolisme des cellules. "Je soupçonne fortement qu'un transporteur non spécifique similaire est impliqué", a déclaré Slotboom.
Les scientifiques pensent également qu'ils pourraient stimuler l'activité du transporteur cobalamine-bléomycine pour aider à traiter la tuberculose. Ils ont déclaré : « Si nous pouvions stimuler l'activité de ce transporteur, il pourrait être possible d'introduire des antibiotiques plus efficacement et ainsi de tuer ces cellules plus facilement. Cependant, nous avons réalisé que cela n’était peut-être pas simple, car les bactéries utilisent des stratégies efficaces pour empêcher les antibiotiques d’entrer.
Pour ce faire, les scientifiques analysent ensuite le fonctionnement du transporteur. L’hypothèse actuelle est qu’« à l’intérieur de la cellule, les vannes se vident en fixant et en hydrolysant l’ATP. Mais nous ne savons pas comment il s’ouvre vers l’extérieur pour laisser entrer de nouvelles molécules.
Les transporteurs dimériques sont constitués de deux moitiés. Celles-ci semblent faire saillie à l'extérieur de la membrane cellulaire et il est possible qu'ils s'ouvrent d'une manière ou d'une autre, comme une porte, pour permettre à une nouvelle cargaison d'entrer dans la cellule. Les scientifiques voulaient voir s'ils pouvaient stimule d'une manière ou d'une autre ce processus d'ouverture ou de relâchement, augmentant ainsi l'entrée d'antibiotiques.
Références : S. Rempel, C. Gati, M. Nijland, C. Thangaratnarajah, A. Karyolaimos, JW de Gier, A. Guskov et DJ Slotboom : Les transporteurs ABC mycobactériens interviennent dans l'absorption de composés hydrophiles. Nature, 26 mars 2020 , http://dx.doi.org/10.1038/s41586-020-2072-8
Tags : antibiotiques, cellules B, bactéries, cellules, division cellulaire, membranes cellulaires, électrons, microscopie électronique, génétique, laboratoire, lysosomes, membranes, métabolisme, microscopie, molécules, peptides, physiologie, protéines, estomac, cellules T, tuberculose, vitamine B12, vitamine
Le Dr Liji Thomas est un obstétricien et gynécologue diplômé du Government Medical College de l'Université de Calicut, Kerala en 2001. Liji a travaillé comme consultant à temps plein en obstétrique et gynécologie dans un hôpital privé pendant plusieurs années après l'obtention de son diplôme. Elle a consulté des centaines de patientes confrontées à des problèmes liés à la grossesse et à l'infertilité, et a supervisé plus de 2 000 accouchements, s'efforçant toujours d'obtenir un accouchement normal plutôt que la chirurgie.
Thomas, Li Ji. (24 mars 2020). Des scientifiques ont découvert que les bactéries de la tuberculose transportent les vitamines dans les cellules. News – Medical. Récupéré le 18 mai 2022 sur https://www.news-medical.net/news/20200324/Scientists-discover -la bactérie de la tuberculose canalise les vitamines dans la cellule.aspx.
Thomas, Li Ji. « Les scientifiques découvrent que les bactéries de la tuberculose transportent les vitamines dans les cellules ». Actualités – Médical. 18 mai 2022..
Thomas, Li Ji. « Les scientifiques découvrent que les bactéries de la tuberculose transportent les vitamines dans les cellules ». News – Medical.https://www.news-medical.net/news/20200324/Scientists-discover-tuberculosis-bacterium-channels-vitamins-into -the-cell.aspx. (Consulté le 18 mai 2022).
Thomas, Li Ji.2020. Les scientifiques découvrent que Mycobacterium tuberculosis transporte les vitamines dans les cellules.News-Medical, consulté le 18 mai 2022, https://www.news-medical.net/news/20200324/Scientists-discover-tuberculosis-bacterium-channels-vitamins-into-the -cell.aspx.
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Heure de publication : 18 mai 2022
