Des chercheurs révèlent des mécanismes qui aident le pathogène C. difficile à survivre à de faibles niveaux d'oxygène

Chercheurs d'ITQB NOVA, en collaboration avec l'Institut Pasteur de Paris, ont mis en lumière les mécanismes qui permettent Clostridioides difficile , un agent pathogène qui ne peut se développer que dans des environnements sans oxygène, pour pouvoir survivre à de faibles niveaux d'oxygène.

C. difficile est une cause majeure de problèmes intestinaux liés à l'utilisation d'antibiotiques, causant un nombre estimé de 124 000 cas par an dans l'UE, coûtant en moyenne 5k€ par patient, comme conséquence directe de la contagion associée aux soins de santé.

Variétés particulièrement pathogènes de C. difficile sont une cause importante d'infections à forte prévalence dans les environnements de soins de santé et continueront d'entraver l'utilisation idéale de la thérapie antimicrobienne à moins que ces mécanismes ne soient compris plus rapidement que ces organismes n'évoluent.

Un intestin humain sain est généralement considéré comme principalement exempt d'oxygène mais, en réalité, il y a différents niveaux d'oxygène le long du tractus gastro-intestinal, qui pose un défi aux organismes anaérobies du microbiome humain, tel que C. difficile . Chez les organismes semblables à cette bactérie, deux familles d'enzymes, protéines flavodiiron et rubrérythrines, Il a été démontré qu'ils jouent un rôle important dans la protection contre le stress oxydatif.

« On savait peu de choses sur les protéines réelles impliquées dans la capacité de C. difficile tolérer O2, et nos études ont démontré un rôle clé des protéines flavodiirons et rubrérythrines dans la fourniture C. difficile avec la capacité de se développer dans des conditions telles que celles rencontrées dans le côlon", dit Miguel Teixeira, responsable du laboratoire de biochimie fonctionnelle des métalloenzymes.

Ce constat a conduit l'équipe d'ITQB NOVA, avec le I. Martin-Verstreaet Lab de l'Institut Pasteur, développer une étude approfondie sur quatre de ces types de protéines. Il avait été précédemment établi qu'une protéine flavodiiron est capable de réduire à la fois l'oxygène et le peroxyde d'hydrogène, et cette étude a confirmé la même chose pour deux types de protéines rubrérythrines.

Dans une souche mutante particulière de C. difficile , l'inactivation des deux rubrérythrines a conduit à ce que les bactéries ne se développent pas à un niveau d'oxygène supérieur à 0,1%, une différence significative par rapport à la résistance habituelle de la bactérie, jusqu'à 0,4 % d'O2.

En démontrant que les protéines flavodiiron et rubrérythrine inverse sont essentielles dans C. difficile la capacité de tolérer des dommages à ses cellules en présence d'oxygène, les deux équipes de chercheurs ont franchi une étape importante vers une meilleure compréhension de ses mécanismes de résistance. Les chercheurs vont maintenant explorer d'autres mécanismes de survie de ces bactéries.

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