Mai 1997 - n°18
C'est au niveau de l'enveloppe bactérienne, lieu d'échanges et de communications de la bactérie avec le milieu extérieur, que s'organisent les mécanismes qui permettront l'adaptation de la bactérie à son milieu. La résistance à un antibiotique et la colonisation du milieu extérieur sont des manifestations de cette adaptation. L'équipe CJF96-06 "Enveloppe bactérienne, antibiotiques et colonisation" étudie les processus, en relation avec un mécanisme de résistance ou de colonisation, qui se déroulent au niveau de l'enveloppe.
"Nous nous intéressons aux bactéries Gram négatif et plus particulièrement à celles qui posent des problèmes de santé publique. Dans cette optique, j'ai tenu à développer une structure où il y a une complémentarité des compétences avec notamment la présence de chercheurs, d'enseignants-chercheurs et d'hospitalier" explique Jean-Marie Pagès, Directeur de Recherche INSERM, initiateur et responsable du CJF96-06 qui compte déjà une vingtaine de personnes.
L'équipe est accueillie par l'Université de la Méditerranée au troisième étage de l'aile de recherchen°3 de la Faculté de Médecine de La Timone. "Une partie du laboratoire est encore en travaux mais nous sommes opérationnels depuis le début de l'année" souligne J.M. Pagès.
Les axes de recherche de l'unité portent sur la structure-fonction de la membrane bactérienne, les antibiotiques, "les outils de recherche ont évolué" précise J.M. Pagès, "avant on observait la résultante de l'action de l'antibiotique, maintenant on peut décomposer les étapes clés de son activité comme la pénétration dans la bactérie, l'acquisition de la cible et l'action sur cette cible", les aspects génétiques et biochimiques de la résistance des bactéries aux antibiotiques et les facteurs de colonisation des bactéries impliquées dans les infections nosocomiales.
Les ß-lactamines sont les antibiotiques les plus largement prescrits sur le marché mondial. Ce sont des substances naturelles qui bloquent la synthèse de la paroi bactérienne. Les voies de pénétration des ß-lactamines dans les bactéries sont connues depuis de nombreuses années, ce sont les porines -pores de l'enveloppe bactérienne autorisant le passage de molécules de taille inférieure à 700Daltons-, en revanche, le mécanisme de diffusion est moins bien connu. En l'état actuel des connaissances, il existe plusieurs types de porines, 3porines d'Escherichiacoli ont déjà été cristallisées; l'équipe de J.M.Pagès étudie les relations structure-fonction sur la porine QmpF. Les conséquences de la modification d'un seul acide aminé sur la structure et l'activité de la porine sont analysées, les chercheurs regardent notamment si la sensibilité aux ß-lactamines est modifiée. Ces études permettent de caractériser précisément le dialogue moléculaire entre la porine et les antibiotiques dans le but d'améliorer l'efficacité de pénétration des drogues.
Dans l'étude des porines, l'équipe s'intéresse aussi à une bactérie peu étudiée dans ce domaine, Campylobacter jejuni . Cette bactérie provoque des dysenteries aiguës chez l'être humain, notamment dans les pays en voie de développement et il est important de comprendre la base moléculaire de la perméabilité de sa membrane.
"La bactérie possède au niveau de l'enveloppe plusieurs moyens de défense, elle sait reconnaître la molécule et traiter l'information" explique J.M. Pagès, "au laboratoire, sont étudiés les facteurs qui permettent aux bactéries de survivre dans un milieu hostile".
En réponse aux ß-lactamines, la bactérie peut notamment stopper l'entrée de la molécule en supprimant l'expression des porines, c'est ce qu'on appelle le défaut de porines. J.M.Pagès travaille depuis plusieurs années sur ce mécanisme de résistance. Une étude réalisée dernièrement sur des souches -isolées de malades hospitalisés sur Marseille- et résistantes aux céphalosporines (ß-lactamines) a montré que plus d'un quart de ces isolats cliniques étaient résistants par défaut de porines.
"Aucune porine n'était détectable, les bactéries étaient devenues imperméables" confirme J.M. Pagès, "ce résultat montre que les bactéries peuvent répondre de cette manière alors qu'on pensait jusqu'à présent que ce système de défense était anecdotique. La question est maintenant de savoir si c'est un cas généralisable et quel est le facteur de régulation qui intervient dans cette réponse".
En présence d'autres antibiotiques, comme les quinolones, la bactérie développe un autre système de défense décrit récemment qui consiste en l'éjection de l'antibiotique: le mécanisme d'efflux. Pour compléter ces deux mécanismes, parfois simultanés, d'imperméabilité et d'efflux, le périplasme contient aussi des enzymes actives contre les drogues.
Au niveau de l'enveloppe bactérienne se trouvent des systèmes de reconnaissance de cibles qui permettent à la bactérie d'adhérer au substrat ciblé puis de se disséminer à sa surface ou de le pénétrer. Les facteurs de colonisation associés à la membrane de Campylobacter jejuni sont étudiés par l'équipe de J.M.Pagès.
L'unité CJF 96-06 est par ailleurs équipe fondatrice de l'Institut Fédératif de Recherche créé en 1996 et intitulé "Pathologies transmissibles et pathologies infectieuses tropicales". A noter que le 9juin prochain se tiendra la première journée scientifique de l'IFR, les communications traiteront de la thérapie, de l'identification des pathogènes et de la pathogenèse. Nous ne manquerons pas de vous parler de cette manifestation dans notre numéro de septembre.
V. CROCHET