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Les bactéries se déplacent grâce à un « sens du toucher »

Illustration 3D d'une bactérie Pseudomonas aeruginosa.

Les bactéries se déplacent grâce à un « sens du toucher », ont constaté des scientifiques suisses.

Photo : iStock

Radio-Canada

Les bactéries du genre Pseudomonas utilisent un mécanisme similaire à notre sens du toucher pour se déplacer sur les surfaces, montre une étude réalisée par des scientifiques suisses associés à l’École polytechnique fédérale de Lausanne.

Cette étude change notre manière de penser la motilité des bactéries, affirme dans un communiqué Alexandre Persat, auteur principal et professeur assistant à la Faculté des sciences de la vie de l’institution.

Les scientifiques savaient que certaines bactéries qui causent des maladies chez l’humain, comme Pseudomonas aeruginosa, avancent sur des surfaces grâce à des mouvements de contraction (twitching en anglais).

Ce sont des filaments larges de quelques nanomètres (appelés pili de type IV) qui sont à l’origine des contractions, c'est-à-dire des cycles d'extension et de rétraction. Les scientifiques ignoraient cependant quels signaux sensoriels coordonnaient les mouvements des microbes.

Anatomie d'une bactérie, les pili recouvrant sa surface.Agrandir l’image (Nouvelle fenêtre)

Anatomie d'une bactérie, les pili recouvrent sa surface.

Photo : iStock

Les scientifiques savaient que des cellules d’êtres humains et d’autres animaux pouvaient avancer en direction de surfaces plus rigides ou plus souples, mais pas si les bactéries pouvaient aussi diriger leur mouvement sur la base de la force mécanique, ajoute M. Persat.

La plupart des études sur le sujet se sont concentrées sur l’identification de mécanismes qui guident les mouvements de bactéries vers des substances chimiques telles que de la nourriture, un phénomène connu sous le nom de chimiotaxie.

Une citation de :Alexandre Persat, École polytechnique fédérale de Lausanne

Tout est dans la manière

Or, les chercheurs suisses ont axé leurs travaux sur la manière dont les bactéries perçoivent les forces mécaniques et y répondent.

D’autres études ont montré par le passé que le pilus de Pseudomonas fonctionne comme un harpon. Une fois qu’il s’étend et qu’il touche une surface, il active un moteur moléculaire qui entraîne la rétraction du filament, propulsant ainsi la cellule en avant, explique M. Persat.

Afin de comprendre ce qui coordonne les moteurs des pili, les chercheurs se sont penchés sur la manière dont les bactéries Pseudomonas individuelles se déplacent sur des surfaces telles que le fond d’un récipient de laboratoire.

M. Persat et ses collègues ont combiné des marqueurs fluorescents avec une technique de microscopie qui permet d’observer des pili individuels dans des cellules vivantes.

Leurs observations ont permis de découvrir qu’une protéine messagère activait l’extension des pili, propulsant la cellule en avant, alors qu’une autre protéine inhibait la formation de pili à l’avant de la cellule mobile.

Ces deux messagers opposés ne se trouvent pas au même endroit dans la cellule. L’activateur se situe à l’avant, où la cellule sent la surface avec ses pili, tandis que l’inhibiteur se trouve partout ailleurs, précise Marco Kühn, co-auteur principal de l’étude publiée dans la revue PNAS (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

Ainsi, lorsque les bactéries frappent un obstacle tel qu’une autre cellule, l’inhibiteur leur permet de s’arrêter et de changer de direction. Cela aide les cellules à se diriger en fonction de ce qu’elles sentent devant elles, comme une personne aveugle avec une canne, avance Alexandre Persat.

La capacité à percevoir le milieu qui les entoure est utile lorsque les bactéries se déplacent en groupe puisque ça les aide à avancer dans la même direction.

Une citation de :Alexandre Persat, École polytechnique fédérale de Lausanne

Ces nouvelles connaissances sur le déplacement des bactéries pourraient éventuellement avoir des implications pour la santé humaine. En effet, Pseudomonas aeruginosa est un agent pathogène opportuniste que l’on trouve généralement dans les sols.

Il s’agit d’une bactérie qui préoccupe les autorités sanitaires, puisqu’elle est la principale cause d’infections nosocomiales et d’infections graves chez les personnes souffrant de mucoviscidose, les victimes de brûlures et les patients immunodéprimés.

Ces bactéries Pseudomonas s’agrègent habituellement sur des surfaces telles que des cathéters et des respirateurs et peuvent se montrer extrêmement résistantes aux désinfectants et aux médicaments antimicrobiens.

D’ailleurs, elle figure au premier rang de la liste des bactéries résistantes aux antibiotiques établie par l’Organisation mondiale de la santé (OMS).

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