Comment Mycobacterium tuberculosis envahit les cellules immunitaires
Un consortium multidisciplinaire a mis en évidence de nouvelles propriétés biophysiques des lipides présents à la surface du bacille de la tuberculose, Mycobacterium tuberculosis. La bactérie utilise ces lipides pour déformer la membrane des macrophages, cellules du système immunitaire, afin de promouvoir leur invasion. Cette étude est publiée dans la revue PNAS.
En dépit des progrès réalisés dans la prévention et la prise en charge de la tuberculose, cette infection demeure une cause majeure de mortalité dans le monde. Il est donc nécessaire de développer des stratégies de recherche innovantes pour mieux comprendre les mécanismes de virulence de Mycobacterium tuberculosis. Les chercheurs se sont intéressés à une famille de lipides présents à la surface de la bactérie dont les mécanismes moléculaires sont encore très mal compris. Ceci est dû à la structure complexe de ces molécules très fortement hydrophobes, qui en font des objets particulièrement compliqués à étudier.
En combinant la résonance magnétique nucléaire (RMN) du solide et la modélisation moléculaire multi-échelles, les chercheurs ont identifié comment ces lipides pouvaient déformer différents types de membranes. Ce phénomène est étroitement lié à la forme conique que ce lipide adopte au sein des membranes des macrophages. Ils se sont ensuite intéressés à des lipides de différentes structures et ont montré que la capacité d’invasion de la bactérie M. tuberculosis est accentuée si l’on ajoute des lipides de plus en plus coniques à la surface des macrophages.
Ainsi, la combinaison de démarches expérimentales variées et d’approches de modélisation à différentes échelles a permis de mettre en évidence des propriétés biophysiques de lipides mycobactériens inconnues jusqu’alors et qui sont étroitement liées à la capacité de M. tuberculosis d’envahir les macrophages, une étape clé de son cycle infectieux. Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour comprendre la nature des effets biophysiques membranaires des facteurs lipidiques de virulence de M. tuberculosis et ses conséquences sur le devenir de l’infection.
Figure : vue d'artiste de l'action des lipides coniques DIM (en violet), DLiPE (en orange) et tripalmitin (en rouge) sur les propriétés biophysiques des membranes: d'une phase lamellaire (lignes dans le fond) vers une phase hexagonale inverse (courbes et cercles au premier plan).
Pour en savoir plus :
The conical shape of DIM lipids promotes Mycobacterium tuberculosis infection of macrophages.
Augenstreich J, Haanappel E, Ferré G, Czaplicki G, Jolibois F, Destainville N, Guilhot C, Milon A, Astarie-Dequeker C, Chavent M.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2019 Nov 22. pii: 201910368. doi: 10.1073/pnas.1910368116. [Epub ahead of print]