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23 septembre
2016 |
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Une bactérie
développe une étonnante résistance au cuivre |
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Alors qu'un grand nombre de bactéries
deviennent de plus en plus résistantes aux antibiotiques, l'une
d'entre elles a mis au point une stratégie de survie face à un agent
antibactérien naturel utilisé depuis des temps immémoriaux : le
cuivre.
Tous les organismes ont besoin d'une faible quantité de cuivre pour
assurer leur métabolisme et survivre, mais l'excès de cet élément
est responsable de maladies neurodégénératives (telles que Parkinson
ou Alzheimer) ou encore de la maladie de Wilson, qui se manifeste
par des atteintes du foie et du système nerveux. Réguler la
concentration de ce métal est donc essentiel pour tous les êtres
vivants. Toutefois, l'Homme exploite couramment les propriétés
toxiques du cuivre pour lutter contre les pathogènes dans
l'agriculture (bouillie bordelaise), ou dans le domaine médical par
l'usage d'instruments en cuivre.
Cependant, il apparaît à présent que l'usage intensif de ce métal
induit progressivement le même effet chez les bactéries que
l'utilisation abusive des antibiotiques : une résistance se
développe. |
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Émeline Lawarée, post-doctorante de l'Université
de Namur (Belgique) et chercheuse à l’URBM (Unité de Recherche en
Biologie des Micro-organismes) a étudié la bactérie aquatique modèle
Caulobacter crescentus, espèce fréquemment rencontrée dans les zones
polluées par le cuivre et d’autres métaux lourds. Caulobacter
appartient à un groupe de bactéries plus large qui compte de
nombreuses bactéries pathogènes pour les animaux (dont l’Homme) et
les plantes. Plusieurs découvertes réalisées chez cette bactérie
modèle ont d’ailleurs pu être extrapolées à des bactéries
pathogènes.
Cette étude a permis de mettre en évidence une stratégie de survie
originale dans un environnement riche en cuivre, afin d'échapper au
pouvoir fatal de celui-ci. Une cellule mère se divise de façon
asymétrique en générant deux cellules filles morphologiquement et
fonctionnellement différentes : une cellule flagellée mobile et une
cellule pédonculée ancrée à son substrat via son pédoncule.
L’hypothèse émise depuis longtemps par les scientifiques sans jamais
avoir été démontrée, était que ces deux types de cellules
différentes permettaient de mieux résister à des conditions
stressantes. Aujourd’hui, la démonstration est faite !
Tandis que la cellule flagellée fuit la source de cuivre pour se
réfugier dans un environnement moins stressant, la cellule
pédonculée met en route un système de détoxification rapide composé
seulement de deux protéines, PcoA et PcoB. La première le cuivre Cu+
(forme toxique) en Cu2+ (forme moins toxique), que la seconde éjecte
hors de la bactérie. Ce système permet donc à la cellule pédonculée
de réduire sa concentration en cuivre, et ainsi de survivre dans des
conditions environnementales difficiles.
Cette nouvelle étude met en évidence l'extrême capacité d'adaptation
des bactéries face à un environnement défavorable, à l'instar des
capacités de défense que l'on observait déjà devant les
antibiotiques.
Jean Etienne
Source principale :
Caulobacter crescentus intrinsic dimorphism provides a prompt
bimodal response to copper stress (Nature Microbiology ,
article 16098 (2016). DOI:10.1038/nmicrobiol.2016.98).
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Caulobacter
crescentus en cours de division, montrant la partie flagellée à
gauche et la partie pédonculée à droite. L'ADN figure en bleu, le
plasmide en orange. Crédit image : Université de Stanford. |
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