Des chercheurs de l’Institut Pasteur ont participé à la découverte d’un mécanisme qui régule la réponse aux infections à pneumocoque entre les formes asymptomatiques et les formes graves. Rappelons que le pneumocoque est une bactérie présente naturellement dans les voies respiratoires humaines, mais qu’elle est aussi l’une des causes majeures des méningites, pneumonies et otites aiguës.
D’après Santé publique France1, la mortalité à la suite d’une infection à pneumocoque est de 10 à 30% et plus de 800 000 enfants en décèdent chaque année dans le monde. Si la bactérie Streptococcus pneumoniae, ou pneumocoque, peut causer des infections respiratoires très graves, elle est aussi présente chez de nombreuses personnes de manière asymptomatique, c’est-à-dire sans causer de symptômes apparents.
Certaines souches du pneumocoque, dites souches de portage, sont impliquées dans les formes asymptomatiques et sont principalement retrouvées dans les voies respiratoires hautes. D’autres souches, dites invasives, sont plus fréquemment responsables d’infections plus sévères : la bactérie se propage alors dans le poumon, le sang, ou les méninges.
Ce qui régule la transition entre les formes asymptomatiques et invasives est encore peu connu des scientifiques.
La découverte du rôle de la protéine KDM6B
Des chercheurs ont réalisé une étude comparative des réponses induites par une souche de portage ou une souche invasive. Mélanie Hamon, responsable de l’unité Chromatine et infection à l’Institut Pasteur, qui a dirigé cette étude, explique : « Nous avons révélé un nouveau processus par lequel le pneumocoque maintient un mode de vie de colonisateur asymptomatique. Pour cela, la souche de portage augmente l'expression d'une protéine, appelée KDM6B, dans les cellules hôtes infectées. ». Les chercheurs ont de plus observé un rôle de KDM6B dans la régulation d’un gène (IL-11) pendant une infection avec la souche de portage.
Un mécanisme de régulation épigénétique
La protéine KDM6B est une enzyme modifiant le compactage de l’ADN eucaryote et était déjà connue pour son rôle dans le développement cellulaire, et la régulation de réponses inflammatoires. Les chercheurs ont trouvé que KDM6B était une clé régulant la réponse asymptomatique ou inflammatoire pendant l’infection au pneumocoque.
Lorsque l’activité de KDM6B est diminuée expérimentalement, les cellules infectées par la souche de portage, normalement destinées à exprimer une forme asymptomatique de l’infection, deviennent symptomatiques, comme si elles avaient été infectées par la souche invasive. Le phénomène inverse se produit lorsqu’on mime l’activité de KDM6B en ajoutant l’IL11 dans une cellule infectée par la souche invasive. « Par ce mécanisme, dit "épigénétique", les bactéries maintiennent activement l’intégrité des cellules infectées », précise Mélanie Hamon.
Ce travail marque une avancée dans la compréhension des interactions non pathogènes des bactéries avec l'hôte, ce qui pourrait avoir un impact plus large sur le développement de nouvelles thérapies pour lutter contre les infections respiratoires.
Sources :
(1) Les infections à pneumocoque sur Santé publique France.
(2) The histone demethylase KDM6B fine-tunes the host response to Streptococcus pneumoniae, Nature Microbiology, 21 décembre 2020
Michael G. Connor 1, Tiphaine Marie-Noelle Camarasa1,2, Emma Patey1, Orhan Rasid 1, Laura Barrio 3,4, Caroline M. Weight 5, Daniel P. Miller6, Robert S. Heyderman 5, Richard J. Lamont 7, Jost Enninga3,4 and Melanie A. Hamon 1
1G5 Chromatin and Infection, Institut Pasteur, Paris, France.
2Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, Paris, France.
3Dynamics of Host-Pathogen Interactions Unit, Institut Pasteur, Paris, France.
4UMR CNRS, Paris, France.
5Division of Infection and Immunity, University College London, London, UK.
6Department of Microbiology and Immunology, Virginia Commonwealth University School of Medicine, Richmond, Virginia, USA.
7Department of Oral Immunology and Infectious Diseases, School of Dentistry, University of Louisville, Louisville, Kentucky, USA.
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