Selon une nouvelle étude, les bactéries peuvent être amenées à envoyer des signaux de mort pour arrêter la croissance de leurs abris visqueux et protecteurs qui conduisent à des bacterial infections mortelles.
- Les chercheurs ont découvert des vésicules extracellulaires de mort qui tuent les infections bactériennes en stoppant la croissance des biofilms.
- Ces vésicules peuvent tromper les bactéries pour changer leur comportement sans développer de résistance, offrant une nouvelle alternative aux antibiotiques.
- Les biofilms anciens peuvent sécréter des vésicules avec des instructions d'arrêt de croissance, ouvrant la voie à de nouvelles approches thérapeutiques potentielles.
La découverte des chercheurs de l’Université de l’État de Washington pourrait un jour être exploitée comme option aux antibiotiques pour traiter les infections difficiles. Dans un short article publié dans la revue Biofilm, les chercheurs ont utilisé ces messagers, qu'ils ont appelés vésicules extracellulaires de mort (D-EV), pour réduire la croissance des communautés bactériennes jusqu'à 99,99% lors d'expériences en laboratoire.
« En ajoutant les vésicules extracellulaires mortelles à l'environnement bactérien, nous trompons en quelque sorte les cellules bactériennes », a déclaré Mawra Gamal Saad, premier auteur de l'posting et étudiant diplômé à la Gene and Linda Voiland College of Chemical Engineering and Bioengineering de la WSU. « Les cellules ne savent pas de quel form de véhicules électriques il s'agit, mais elles les absorbent parce qu'elles sont habituées à les extraire de leur environnement, et avec cela, les signaux physiologiques à l'intérieur des cellules passent de la croissance à la mort. »
La résistance bactérienne est un problème croissant dans le monde. Aux États-Unis, au moins 2 hundreds of thousands d'bacterial infections et 23 000 décès sont imputables chaque année à des bactéries résistantes aux antibiotiques, selon les Centers for Sickness Manage des États-Unis. Lorsque les médecins utilisent des antibiotiques pour traiter une an infection bactérienne, certaines bactéries peuvent se cacher dans leur demeure visqueuse et difficile à pénétrer appelée biofilm. Ces sous-populations de cellules résistantes peuvent survivre au traitement et croître et se multiplier, entraînant des bacterial infections chroniques.
« Ils sont résistants car ils disposent d'un système adaptatif très avancé et bien organisé », a déclaré Saad. « Une fois l'environnement modifié, ils peuvent adapter très rapidement leurs voies intracellulaires et les modifier pour résister aux antibiotiques. »
Dans leur nouvelle étude, les chercheurs ont découvert que les vésicules extracellulaires sont essentielles à la gestion de la croissance du biofilm protecteur. Les vésicules, de minuscules bulles de 30 à 50 nanomètres, soit environ 2 000 fois plus petites qu'une mèche de cheveux, transportent des molécules depuis les cellules, pénétrant puis reprogrammant les cellules voisines et agissant comme un système de interaction de cellule à cellule.
Dans le cadre de cette étude, les chercheurs ont extrait les vésicules d’un form de bactérie responsable de la pneumonie et d’autres infections graves. Ils ont déterminé que la bactérie sécrète initialement des vésicules, appelées EV de croissance, avec des recommendations pour développer son biofilm, puis as well as tard, en fonction des nutriments disponibles, de la disponibilité en oxygène et d'autres facteurs, envoie des EV avec de nouvelles guidelines pour arrêter la croissance du biofilm.
Les chercheurs ont pu exploiter les vésicules avec les guidance pour arrêter la croissance et les utiliser pour tromper les bactéries afin de tuer le biofilm à toutes les étapes de sa croissance. Même lorsque les biofilms étaient sains et se développaient rapidement, ils suivaient les nouvelles instructions des véhicules électriques mortels et mouraient. Les véhicules électriques mortels peuvent facilement pénétrer dans le biofilm car ce sont des produits naturels sécrétés par les bactéries et ils ont la même composition de paroi cellulaire, de sorte que les cellules ne les reconnaissent pas comme un ennemi étranger.
« En trompant les bactéries avec ces véhicules électriques mortels, nous pouvons contrôler leur comportement sans leur donner la possibilité de développer une résistance », a déclaré Saad. « Le comportement du biofilm vient de changer, passant de la croissance à la mort. »
Le professeur Wen-Ji Dong, professeur à la WSU et auteur correspondant, qui étudie les vésicules depuis plusieurs années, pensait initialement que toutes les vésicules sécrétées par les bactéries favoriseraient la croissance cellulaire. Les chercheurs ont été surpris lorsqu’ils ont découvert que des biofilms furthermore anciens fournissaient des guidelines pour s’arrêter.
« Nous prêtons désormais attention aux vésicules extracellulaires sécrétées par les biofilms in addition anciens, auto elles ont un potentiel thérapeutique », a-t-il déclaré.
Les chercheurs sollicitent un financement de recherche auprès des Nationwide Institutes of Wellbeing pour continuer à étudier exactement le fonctionnement des messagers et l'efficacité du processus avec d'autres varieties de bactéries ou de champignons. Ils travaillent avec le bureau de commercialisation de WSU et ont déposé une demande de brevet provisoire.
