Un généticien de RUDN découvre une protéine bifidobactérienne qui peut réduire l'inflammation dans COVID-19

Un généticien de l'Université RUDN a étudié l'effet de Bifidobacterium (bactérie intestinale) sur le processus inflammatoire et a découvert que leur protéine de surface est capable d'arrêter une inflammation excessive ou incontrôlable, comme celui observé chez les patients COVID-19. Un fragment de cette protéine peut être utilisé comme médicament anti-inflammatoire lors du traitement du coronavirus et d'autres maladies. Les résultats de l'étude ont été publiés dans le Anaérobe journal.

En cas de danger, les cellules de notre corps envoient un signal SOS qui est reçu par d'autres cellules et provoque une réponse immunitaire. C'est ainsi que l'inflammation commence. Cet appel à l'action est transmis par des peptides spéciaux appelés cytokines anti-inflammatoires. Il y en a parfois trop, et une soi-disant tempête de cytokines se produit. Cette réaction dangereuse et parfois mortelle est observée dans les cas graves de COVID-19. Cependant, certaines bactéries pathogènes savent tromper les systèmes de protection de notre corps :elles utilisent des protéines spéciales pour capturer les cytokines et réduire l'inflammation.

Jusqu'à récemment, les scientifiques ignoraient si les bifidobactéries - des micro-organismes symbiotiques utiles qui vivent dans nos intestins - avaient le même effet sur le processus inflammatoire. Un généticien de l'Université RUDN a été le premier à démontrer ce mécanisme.

Les chercheurs ont mené une expérience pour étudier comment FN3, une protéine de surface de Bifidobacterium longum, bloque ou lie les cytokines. FN3 aide les cellules à s'attacher à différentes surfaces, y compris les parois intestinales recouvertes de mucus. De plus, il possède deux fractions protéine-hydrate de carbone (domaines de fibronectine) qui sont similaires aux récepteurs de cytokines humaines. L'expérience a montré que FN3 est capable de se lier au TNF-α, l'un des principaux facteurs de tempête de cytokines.

Pour savoir quelles cytokines spécifiques sont liées par FN3, l'équipe a utilisé une méthode appelée ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay) et l'a appliquée à un fragment de protéine avec un domaine de fibronectine. D'abord, les anticorps qui réagissent uniquement avec FN3 ont été fixés sur une base. Puis, un fragment de FN3, cytokines, et des anticorps à eux liés avec une étiquette fluorescente ont été ajoutés. Par conséquent, l'équipe a construit une structure de type sandwich :anticorps-FN3-cytokine-anticorps.

De quatre cytokines qui appartenaient à des classes différentes, seul le facteur de nécrose tumorale TNF-α a montré une liaison efficace. Le fait que les protéines de surface bifidobactériennes soient capables de reconnaître des classes spécifiques de cytokines conforte la théorie de l'équipe :ces bactéries sont également capables de réguler notre réponse immunitaire.

Des études comme celle-ci sont particulièrement importantes pour comprendre les processus de développement immunitaire chez les nouveau-nés, car leur microbiome intestinal est presque entièrement constitué de bifidobactéries. Les biologistes pensent également que le fragment spécifique du facteur de nécrose tumorale de FN3 peut réduire les niveaux de tempête de cytokines chez les patients COVID-19.

Les études des propriétés de liaison des cytokines des micro-organismes sont devenues extrêmement importantes récemment au vu de la situation épidémiologique actuelle. L'inflammation incontrôlable ou la tempête de cytokines est l'un des éléments les plus importants de la pathogenèse du COVID-19. Liaison sélective du TNF-α, l'un des facteurs clés de l'inflammation, avec un fragment de la protéine FN3 de Bifidobacterium longum ouvre une perspective de développement de nouveaux médicaments qui ralentiraient la réaction des cytokines. Il a déjà été convenu qu'un essai préclinique d'un nouveau médicament anti-inflammatoire à base de FN3 devrait être mené le plus rapidement possible."

Pr Valery Danilenko, un doctorat en biologie de l'Université RUDN

Les participants à l'étude représentaient également l'Institut de recherche Mechnikov sur les vaccins et les sérums et l'Institut Vavilov de génétique générale de l'Académie des sciences de Russie.

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