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Bactéries multirésistantes aux antibiotiques : un mécanisme moléculaire élucidé

Publié le 28 juillet 2020 Mis à jour le 28 juillet 2020

Certaines bactéries sont capables de résister à une large gamme d’antibiotiques différents de façon simultanée. Le phénomène, dû à des protéines baptisées « transporteurs multidrogues » est connu. Des chercheurs viennent de marquer une nouvelle étape : ils ont découvert le mécanisme moléculaire à l’origine de cette unique fonction biologique qu’est la reconnaissance multidrogue.

L’émergence de bactéries résistantes aux traitements antibiotiques constitue un problème de santé publique de plus en plus préoccupant.  D’autant plus que certaines bactéries développent une multi-résistance, c’est-à-dire la capacité de résister à une large gamme d’antibiotiques différents de façon simultanée.  

On sait depuis quelques années que ce phénomène fait essentiellement appel à des protéines membranaires tout à fait particulières, que l’on dénomme « pompes à efflux ». Ces protéines ont la capacité de capturer au niveau de la membrane cellulaire, des molécules cytotoxiques telles que des antibiotiques et de les rejeter à l’extérieur de la bactérie avant qu’elles ne puissent agir sur le métabolisme de la bactérie et donc d’exercer leur action antibactérienne.
Ces protéines, aussi appelées « transporteurs multidrogues » présentent donc cette capacité extraordinaire de pouvoir reconnaitre et rejeter une variété surprenante de molécules. 

Emmenés par Cédric Govaerts - Laboratoire Structure et Fonction des membranes biologiques, Faculté des Sciences, ULB -, des chercheurs tentent de comprendre les mécanismes moléculaires de la reconnaissance multidrogue: comment un transporteur déterminé peut-il interagir efficacement avec des molécules très diverses au niveau chimique?

Ils viennent de marquer une avancée publiée dans la revue Nature Structural & Molecular Biology ce 27 juillet. En collaboration avec des équipes de la VUB et de deux universités américaines - Vanderbilt University Medical Center et National Institutes of Health -, les chercheurs de l’ULB ont résolu la structure atomique d’un de ces transporteurs, portant le nom de LmrP, que l’on trouve chez la bactérie Lactococcus lactis. Par une technique appelée radiocristallographie aux rayons X, ils ont pu décrypter l’agencement spatial des atomes formant la protéine. 

En étudiant cette structure tridimensionnelle, les chercheurs ont identifié la position précise d’un antibiotique lié, et, de façon tout à fait surprenante, ils ont découvert que le site de liaison contenait également une molécule de lipide.  


« Les lipides sont bien connus pour constituer la membrane cellulaire, mais pas comme acteurs de la liaison par des transporteurs. Ce sont des molécules typiquement très flexibles et hydrophobes, et une telle présence offre un mécanisme immédiat expliquant comment le site de liaison de la protéine peut s’adapter à des structures chimiques variables. Notre étude indique qu’au cours de l’évolution, ces protéines ont réussi à intégrer une molécule de lipide en leur sein afin de développer cette unique fonction biologique qu’est la reconnaissance multidrogue » explique Cédric Govaerts, maitre de recherche FNRS à l’ULB.


 
Contact
Communication Recherche : com.recherche@ulb.ac.be