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Des scientifiques ont réussi à filmer, grâce à un puissant microscope, l’apparition de trous dans une membrane bactérienne causés par un complexe protéique du système immunitaire.

Au cours de l’évolution, le système immunitaire a diversifié ses stratégies de protection de l’organisme. Les globules blancs, étant les plus connus, sont apparus relativement tard. D’autres mécanismes qui n’impliquaient pas des cellules de défense avait déjà été mis en place, comme le système du complément, de petites protéines qui ont également elles-mêmes multiplié leurs rôles, comme l’activation du système immunitaire par leur action pro-inflammatoire, ou encore l’assistance à certains globules blancs pour tuer les pathogènes.

Ce système a aussi une autre tâche, apparue bien avant ces deux dernières. En effet, il peut former ce qu’on appelle le complexe d’attaque membranaire (CAM), qui est un assemblage de protéines du système du complément s’effectuant sur la membrane d’une bactérie, pour y former des pores, causer l’entrée d’eau dans le microorganisme et le faire gonfler jusqu’à son explosion.

De précédentes recherches effectuées au centre de nanotechnologie à Londres avaient permis de photographier les trous après l’attaque des CAM sur des membranes bactériennes. Mais à présent, les chercheurs ont mis au point une méthode pour pouvoir filmer toute l’action.

image cam formation pore

Zoom sur la formation de pores sur une bactérie. Crédits : University College London

Pour cela, ils ont élaboré un modèle composé de lipides provenant de la surface membranaire de la bactérie Escherichia Coli, qu’ils ont disposés sur une grille de dioxyde de silicium. Ils ont ensuite ajouté des protéines du CAM, pour finalement filmer ce qui se produisait en utilisant un microscope à force atomique, ce dernier pouvant réaliser des imageries haute résolution à l’échelle nanoscopique.

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complexe formation trous

Imagerie en temps réelle de la formation des pores sur les membranes. Les photos ont été prises à 6.5 secondes d’intervalle. Crédits : Parsons et al./ Nature Communications

Cela leur a permis de mettre en lumière une étape jamais décrite auparavant. Durant l’assemblage des complexes sur la membrane, ils ont remarqué que le processus s’arrêtait toujours brièvement au moment où un goulot d’étranglement commençait à apparaitre.

Les scientifiques pensent que ce serait une sorte de mécanisme de confirmation, au cas où le CAM se tromperait de cible en attaquant les cellules en bonne santé, ces dernières pouvant le stopper avant sa formation complète, qui serait irréversible et qui causerait leur mort. Après ce répit, le complexe continue sa formation pour finalement former un trou d’environ 11 nanomètres.

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La vidéo montrant la formation des pores sur les membranes. Crédits : University College London

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Le groupe cherche à présent à mieux comprendre la raison de la brève interruption du processus de formation du CAM, afin de vérifier si leur théorie s’avère exacte. Selon eux, cela pourrait avoir son utilité dans le traitement du cancer par immunothérapie, où la réponse immunitaire doit reconnaître les cellules cancéreuses pour les détruire.

Source : Nature Communications

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