Une étude identifie un gène qui permet à la chlamydia de prélever l'ADN de l'environnement hôte

Selon les Centers for Disease Control and Prevention, Chlamydia trachomatis est la maladie bactérienne sexuellement transmissible la plus fréquemment signalée aux États-Unis, totalisant 1,7 million de cas en 2017. Les taux sont les plus élevés chez les adolescents et les jeunes adultes. Laissé sans traitement, la chlamydia peut causer la cécité et la stérilité. Au-delà des États-Unis, La chlamydia est la principale infection bactérienne sexuellement transmissible dans le monde.

Un article récent d'une équipe de biologistes moléculaires basée à l'Université du Kansas a identifié un gène qui permet à la chlamydia d'absorber l'ADN de son environnement hôte.

À l'heure actuelle, les principaux antibiotiques pour traiter la chlamydia sont la doxycycline et l'azithromycine, mais ceux-ci sont similaires à ce que vous prendriez pour l'acné du dos ou une infection respiratoire, respectivement. Ces médicaments n'affectent pas seulement la chlamydia, mais ils affectent aussi beaucoup d'autres microbes, y compris votre microbiome. Donc, bien qu'il existe suffisamment de médicaments pour éliminer votre infection à chlamydia, vous perturbez également potentiellement votre flore naturelle. Le développement d'un traitement qui peut être spécifique à la chlamydia est d'une très grande importance. Nous apprenons de plus en plus que l'homéostasie de votre intestin, de la microflore de votre corps, c'est important pour la santé.

Auteur principal Scott LaBrie, doctorant au Département de Biosciences Moléculaires de la KU

Les collaborateurs de LaBrie dans la recherche présentée dans mBio étaient des étudiants diplômés de la KU Zoë Dimond, Kelly Harrison, Srishti Baid, chercheur postdoctoral Jason Wickstrum, et avec P. Scott Hefty, professeur de biosciences moléculaires. Les chercheurs de la KU du Hefty Lab ont également travaillé avec le co-auteur Robert Suchland de l'Université de Washington.

« Pour provoquer la maladie, la chlamydia doit entrer dans une cellule hôte et se protéger des défenses de l'hôte tout en se répliquant en grand nombre afin qu'elle puisse se propager aux cellules environnantes, " L'auteur correspondant Hefty a déclaré. " Les mécanismes que de nombreuses bactéries utilisent pour provoquer des maladies sont souvent acquis en partageant et en absorbant un nouvel ADN, la molécule qui compose les gènes d'un organisme. Jusqu'à maintenant, on ne comprend pas bien comment la chlamydia acquiert un nouvel ADN. Cependant, à l'aide d'un nouvel outil génétique, cet article a identifié un gène qui permet à la chlamydia d'obtenir un nouvel ADN à partir de son environnement environnant. »

L'équipe de recherche a utilisé un outil génétique appelé « mutagenèse par transposon » qui génère une mutation dans un seul gène. Les chercheurs ont perturbé plus de 80 gènes dans le chromosome de la bactérie Chlamydia, puis observé des effets sur la croissance et l'infection.

"Il y a environ 1, 000 gènes potentiellement perturbables, " LaBrie a déclaré. "Il n'y a pas eu beaucoup d'outils génétiques développés pour étudier la biologie fondamentale de la chlamydia. Donc, cela nous permet de perturber au hasard des gènes individuels, puis d'enquêter sur l'effet ou le phénotype. Cela peut alors mettre en évidence l'importance de ce gène et le rôle qu'il pourrait jouer dans la capacité de l'organisme à provoquer une maladie. »

LaBrie a comparé le test de la fonctionnalité de la chlamydia au niveau moléculaire à des expériences sur un véhicule militaire.

"C'est là qu'intervient cet outil, " dit-il. " Je l'assimile un peu à un Humvee militaire. Si vous ne saviez pas à quoi servait ce véhicule, vous pourriez peut-être éteindre ses phares. Et puis vous remarquerez qu'il ne voyage que pendant la journée, pas la nuit. Si vous éclatez le pneu, ça pourrait ne pas aller n'importe où. Alors si tu as assommé son arme, il pourrait rouler partout, mais ça ne tue personne. C'est un peu ce que nous faisons avec différents morceaux de Chlamydia -- nous éliminons différents composants spécifiques, puis en observant comment cela affecte sa capacité à se répliquer, ou infecter et pénétrer dans la cellule hôte, ou à quel point il réussit à infecter l'hôte dans son ensemble."

En utilisant ce processus d'élimination à la fois dans des boîtes de Pétri et des modèles de souris, l'équipe a isolé un gène critique de la chlamydia qui code pour une protéine qui acquiert un nouvel ADN à partir de son environnement hôte, nommé "ct339."

"La mutation de ce gène a fourni l'opportunité de générer des preuves que sans le gène intact, la chlamydia ne pouvait plus acquérir de nouveau matériel génétique facilitant l'adaptation à son environnement, y compris les défenses de l'hôte, " a déclaré Hefty.

LaBrie a qualifié la recherche de « brique de base ».

"Nous espérons que cet outil pourra mettre en évidence différents gènes et leurs produits, qui pourraient alors être ciblés pour la thérapeutique, " il a dit. " Il se pourrait que dans cette bibliothèque de mutants, il y aurait quelque chose qui pourrait sortir comme un mécanisme absolu utilisé pour la virulence qui pourrait ensuite être ciblé - soit par un médicament qui pourrait se lier et empêcher cette protéine d'effectuer sa fonction, ou en identifiant quelque chose qui est en surface et qui peut être ciblé pour un vaccin. Globalement, c'est surtout de la science fondamentale, mais cela pourrait aider à développer des cibles pour de futures thérapies. »

LaBrie, qui vient de Sacramento, Californie, et a fréquenté la Haskell Indian Nations University pour ses études de premier cycle avant de venir à KU, a déclaré qu'il espérait obtenir son doctorat au printemps prochain. Après ça, il envisage de s'installer en Alaska avec sa femme où il souhaite poursuivre sa carrière de chercheur.

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