Une illustration à l’aquarelle de Treponema pallidum, la bactérie qui cause la syphilis. Crédit : Alice C. Gray
en mélangeant ADN dans et hors d’un gène, la syphilis garde une longueur d’avance sur le système immunitaire pour résister à l’éradication.
La bactérie qui cause la syphilis, Treponema pallidum, utilise probablement un seul gène pour échapper au système immunitaire, suggère une recherche de l’UW Medicine à Seattle.
La découverte peut aider à expliquer comment la syphilis peut se cacher dans le corps pendant des décennies, frustrant ainsi les tentatives du système immunitaire pour l’éradiquer. Cela pourrait également expliquer la capacité de la bactérie à réinfecter des personnes qui avaient déjà été infectées et qui auraient dû acquérir une certaine immunité contre elle.
Bien que la syphilis reste facile à traiter avec la pénicilline, les taux d’infection aux États-Unis ont augmenté régulièrement au cours des deux dernières décennies. Le nombre est passé à plus de 115 000 nouveaux cas d’infection aux États-Unis en 2018.
Dans le monde, on estime à 6 millions le nombre de nouveaux cas de syphilis chez les adultes. L’infection est responsable d’environ 300 000 décès fœtaux et néonatals chaque année.
Cependant, malgré son importance en tant que cause de maladie, on sait relativement peu de choses sur la biologie de Treponema pallidum.
Une des raisons à cela est que jusqu’à récemment, il était impossible de le cultiver dans une boîte de laboratoire. En conséquence, de nombreux outils de laboratoire utilisés pour étudier d’autres bactéries n’avaient pas été développés spécifiquement pour la syphilis.
Dans cette étude, les chercheurs ont comparé les génomes de bactéries de la syphilis prélevés sur un homme qui avait été infecté quatre fois. Il a été inscrit à une étude UW Medicine sur les anomalies du liquide céphalo-rachidien chez les personnes atteintes de syphilis menée par le Dr Christina Marra, professeur de neurolgie.
Les échantillons provenaient de son sang au cours de deux infections survenues à six ans d’intervalle. Entre ces infections, il avait été infecté et traité deux fois de plus.
Les chercheurs voulaient voir s’il y avait des différences entre les génomes des bactéries de la première et de la dernière infection. Ces différences pourraient révéler comment les gènes de la bactérie avaient changé et comment ces changements auraient pu permettre à la bactérie d’infecter une personne dont le système immunitaire avait déjà vu et monté une réponse immunitaire à plusieurs souches différentes de syphilis.
Étonnamment, les chercheurs ont découvert qu’il y avait très peu de changements entre les génomes des deux échantillons différents, à l’exception d’un gène.
« Sur les quelque 1,1 million de bases qui composent le génome de la bactérie, il y a eu environ 20 changements au total. C’est très bas », a déclaré le Dr Alex Greninger, professeur adjoint de médecine de laboratoire à l’UW School of Medicine, qui a dirigé le projet de recherche. “Mais sur ce seul gène, nous avons vu des centaines de changements.”
Ce gène, appelé Treponema pallidum le gène de répétition K (tprK), fournit les instructions pour la synthèse d’une protéine présente à la surface de la bactérie. Les protéines à la surface d’une bactérie sont généralement plus facilement visibles par les cellules immunitaires et sont donc souvent des cibles de choix pour les attaques immunitaires.
L’étude s’appuie sur des décennies de travail des Drs. Sheila Lukehart et Arturo Centurion-Lara du département de médecine de la Université de Washington Ecole de Médecine.
Ils ont d’abord montré que TprK générait une diversité considérable dans sept régions distinctes dans lesquelles des séquences d’ADN provenant d’ailleurs dans le génome de la bactérie pouvaient être échangées. Ce processus est appelé conversion génique.
Les travaux dans leur laboratoire ont démontré que les cellules bactériennes avec de nouvelles variantes de tprK peuvent échapper à la réponse immunitaire pour provoquer une infection persistante qui peut conduire aux stades ultérieurs de la syphilis.
Amin Addetia, chercheur au laboratoire de Greninger et auteur principal de l’étude, a déclaré que c’était comme si la bactérie avait un jeu de cartes dans son génome à partir duquel elle peut puiser et traiter ces régions variables, changeant essentiellement la “main” de la protéine. ” Ces substitutions modifient l’apparence de la protéine à la surface pour lui permettre d’échapper au système immunitaire.
“J’ai examiné de nombreux génomes bactériens”, a déclaré Addetia, “et ils sont beaucoup plus intéressants que ceux des Treponema, à l’exception de ce gène. Il peut générer un nombre incroyable de séquences diverses dans ces régions variables sans altérer la capacité de la protéine à fonctionner.
Bien que les bactéries, les virus et les parasites puissent avoir de nombreuses protéines à leur surface que le système immunitaire pourrait détecter et attaquer, dans de nombreux cas, une seule protéine semble attirer le plus l’attention. De telles protéines sont appelées immunodominantes.
Ils peuvent protéger la bactérie en attirant l’attention du système immunitaire, a déclaré Greninger. « La protéine agit comme une distraction qui éloigne le système immunitaire des protéines qui pourraient être le talon d’Achille de la bactérie. Plus de travail sera nécessaire pour déterminer si c’est le cas dans TprK.
Greninger a déclaré qu’il espérait que les résultats pourraient aider les chercheurs à développer des vaccins qui permettent au système immunitaire d’attaquer plus efficacement la TprK ou d’ignorer la TprK et de cibler d’autres protéines de la syphilis moins variables.
Référence : « Génomique comparative et profilage Tprk complet de Treponema pallidum subsp. pallidum réinfection » par Amin Addetia, Lauren C. Tantalo, Michelle J. Lin, Hong Xie, Meei-Li Huang, Christina M. Marra et Alexander L. Greninger, 6 avril 2020, PLoS Maladies tropicales négligées.
DOI : 10.1371/journal.pntd.0007921
