Infectiologie - Recherche fondamentale

Dr Jean Pieters Bâle		John Gatfield Bâle

Parmi les maladies infectieuses dues à des bactéries, la tuberculose est l'infection provoquant le plus grand nombre de décès: en effet, elle fait plus de 2 millions de victimes chaque année. Environ un tiers de la population de notre planète est infecté par M. tuberculosis, l'agent infectieux de la tuberculose. Le bacille tuberculeux est capable de se camoufler avec habileté dans le corps humain et d'y survivre.
Dès qu'elles pénètrent dans notre organisme, les bactéries sont normalement captées par des cellules (macrophages) dont la spécialité consiste à les entourer d'une vésicule circonscrite par une membrane (phagosome). Elles sont alors détruites dans le macrophage par l'intermédiaire de réactions chimiques antibactériennes. Les mycobactéries sont des agents pathogènes particulièrement ingénieux, car ils sont capables de bloquer le processus conduisant à leur propre destruction à l'intérieur du macrophage. Ce blocage a lieu en recrutant sur le phagosome en formation une protéine du macrophage, le TACO, au moyen de signaux inconnus. Cette protéine entoure le phagosome mycobactérien tel un manteau protecteur qui empêche l'exposition des bactéries aux différentes réactions antibactériennes. Ainsi, les mycobactéries restent intactes ; elles peuvent même se multiplier en toute quiétude et restent invisibles pour le système immunitaire. Le TACO joue ainsi un rôle fondamental dans la protection des mycobactéries envers la destruction par les macrophages, et dans leur camouflage envers le système immunitaire.
L'examen biochimique des macrophages mycobactériens nécessite leur isolement, dans la mesure du possible, à une plus grande échelle. Pour cela, les macrophages sont infectés par des mycobactéries en milieu de culture. Une heure plus tard, les bactéries en excès sont éliminées par lavage. Il suffit de deux heures pour que se forment les phagosomes enveloppés de TACO. Ensuite, les cellules sont raclées de la plaque et déchirées au moyen d'une fine aiguille de seringue à injection. Les noyaux cellulaires sont séparés par centrifugation. Le mélange restant, constitué de membranes cellulaires et de sucs cellulaires, est encore séparé par ultracentrifugation. Le matériel surnageant formé de membranes est encore centrifugé à basse vitesse, pour obtenir finalement les phagosomes mycobactériens. Les expériences effectuées avec ces phagosomes, en utilisant différents savons, une solution saline concentrée et en modifiant le pH ont montré que le cholestérol, lipide de la membrane des macrophages, est essentiel à la liaison du TACO à la membrane du phagosome. En effet, nous avons pu démontrer, par microscopie à fluorescence, que le cholestérol (représenté en bleu par la coloration Filipin) s'accumule, pendant la formation du phagosome, au site de contact entre bactérie (fluorescence verte) et macrophage.
Puisque le cholestérol médie la liaison du TACO à la membrane, l'hypothèse a été formulée selon laquelle une diminution artificielle du cholestérol dans la cellule empêcherait le recrutement du TACO sur le phagosome mycobactérien, supprimant ainsi la protection des bactéries. Le traitement pharmacologique des macrophages par la lovastatine, une substance utilisée pour abaisser le taux de cholestérol chez les patients souffrant d'hypercholestérolémie, et par méthyl-bêta-cyclodextrine, a entraîné la disparition complète du cholestérol de la surface de la cellule. Nous avons été surpris de constater que ce traitement a entraîné un blocage de la captation des bactéries par les macrophages de 85 à 95 pour-cent. Ce blocage était spécifique des mycobactéries et ne concernait pas les autres espèces bactériennes telles que, par ex., Salmonella, Lactobacillus ou E.coli. Une analyse du processus de captation des micro-bactéries par vidéo-microscopie a montré que les cellules dont le cholestérol a été réduit captent normalement les bactéries et réagissent par la formation d'évaginations de la membrane. Elles ne sont toutefois pas en mesure de se lier fermement aux bactéries et de les capter.
Le rôle précis du cholestérol dans la pénétration des micro-bactéries à l'intérieur des macrophages doit faire l'objet de s plus approfondies. On peut imaginer une liaison directe entre les bactéries et le cholestérol à la surface des macrophages. Ou bien, le lipide membranaire jouerait un rôle décisif dans le processus de signal des macrophages, menant ensuite à la captation des mycobactéries par les macrophages.

Signification de ces travaux
La signification du présent travail primé réside dans la meilleure compréhension des interactions entre le bacille de la tuberculose avec les macrophages. Nous avons pu démontrer que le cholestérol, lipide membranaire, joue un rôle essentiel dans la captation de ces bactéries. Sachant cela, il est possible de mieux comprendre encore les signaux qui conduisent à l'internalisation des bactéries. Une intervention pharmacologique durant le déroulement des signaux dépendant du cholestérol, entraînant la captation des bactéries et le recrutement du TACO au phagosome, pourrait à l'avenir permettre un traitement plus spécifique et inédit de la tuberculose. Il s'agit d'un événement fondamental si l'on considère l'augmentation drastique des souches de tuberculose résistantes aux antibiotiques.

Pieters J, Gatfield J
Essential Role for Cholesterol in Entry of Mycobacteria into Macrophages
SCIENCE VOL 288, 2 June 2000

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Résumé du travail primé
Le rôle essentiel du cholestérol dans la pénétration du bacille de la tuberculose à l'intérieur des macrophages	57 Kb