La découverte de la biologie de C. difficile ouvre une nouvelle fenêtre pour le développement de traitements contre les infections dangereuses

Un processus appelé sporulation qui aide la bactérie dangereuse Clostridium difficile ( C. difficile ) pour survivre dans des conditions inhospitalières et la propagation est régulée par l'épigénétique, facteurs qui affectent l'expression des gènes au-delà du code génétique de l'ADN, des chercheurs de l'école de médecine Icahn du mont Sinaï rapportent. Il s'agit de la première découverte que l'épigénétique régule la sporulation chez une bactérie. Leurs recherches, publié le 25 novembre ^e dans Microbiologie naturelle , ouvre une nouvelle fenêtre pour développer des traitements pour cette infection dévastatrice.

C. difficile infecte près d'un demi-million de personnes chaque année, provoquant une diarrhée sévère et tuant un peu moins de 10 pour cent des personnes de plus de 65 ans qui la contractent. Spores de la bactérie, qui se propagent par les excréments, sont extrêmement résistants et peuvent survivre à l'extérieur du corps pendant des semaines ou des mois, infectant les personnes qui entrent en contact avec des surfaces contaminées.

Étant donné que l'infection est si commune et dévastatrice, les C. difficile le génome a été bien étudié, mais Gang Fang, Doctorat, Professeur agrégé de génétique et de sciences génomiques à l'Institut Icahn de Mount Sinai pour la science des données et la technologie génomique et auteur principal de l'étude, dit que lui et ses collègues ont adopté une approche différente dans leur recherche. "Nous voulions étudier au-delà du code génétique de la bactérie et voir quelles modifications chimiques étaient apportées au génome, " a déclaré le Dr Fang. Bien que ces modifications chimiques épigénétiques, appelé méthylation, ne pas altérer la séquence d'un gène, ils peuvent modifier l'activité d'un gène particulier pour le rendre plus ou moins actif, qui a des impacts profonds sur la fonction de l'organisme.

L'équipe du Dr Fang a été pionnière dans l'utilisation du séquençage de l'ADN de troisième génération pour cartographier les facteurs épigénétiques chez les bactéries en 2012 et a commencé à étudier C. difficile épigénétique en 2015. Premièrement, l'équipe isolée C. difficile à partir d'échantillons fécaux de 36 patients de l'unité de soins intensifs (USI) de l'hôpital Mount Sinai qui en avaient été infectés. Ils ont analysé les échantillons et trouvé un modèle épigénétique particulier qui était hautement conservé dans tous les échantillons. Prochain, ils ont vérifié environ 300 C. difficile génomes de GenBank, une banque de données de séquences génétiques gérée par les National Institutes of Health, et ont découvert que tous partageaient le même gène responsable du modèle épigénétique trouvé chez les patients en soins intensifs.

Soupçonner que ce modèle épigénétique jouait un rôle crucial dans la fonction de la bactérie, L'équipe du Dr Fang a collaboré à deux autres études de C. difficile sporulation et souris infectées par C. difficile , avec le labo d'Aimee Shen, Doctorat, Professeur agrégé de biologie moléculaire et de microbiologie à la Tufts University Medical School et co-auteur principal de l'étude, et avec le labo de Rita Tamayo, Doctorat, Professeur agrégé de microbiologie et d'immunologie à l'Université de Caroline du Nord, Colline de la Chapelle. Dans une étude avec des souris, les chercheurs ont découvert que lorsqu'ils inhibaient le gène responsable du modèle épigénétique, jusqu'à 100 fois moins de bactéries étaient présentes après 6 jours par rapport aux bactéries non modifiées.

Le Dr Fang dit que les résultats de ces études soulignent l'importance de l'épigénétique dans l'étude des bactéries et du développement de médicaments contre les infections.

En plus d'offrir de nouvelles perspectives épigénétiques sur l'étude des C. difficile et cibles possibles pour le développement de médicaments, Le Dr Fang espère que cette recherche encouragera d'autres études sur les caractéristiques épigénétiques des bactéries.

Ce n'est que le début de notre compréhension de la régulation épigénétique chez les bactéries; il y a encore tant de questions sans réponse. Nous espérons que cette découverte passionnante encouragera de nouvelles collaborations interdisciplinaires pour étudier l'épigénétique des bactéries et comment nous pouvons utiliser ces nouvelles connaissances pour développer des traitements vitaux contre les infections. »

Dr Gang Fang, auteur principal de l'étude

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