Astuce de survie : un agent pathogène puise dans la source de fer des cellules immunitaires
"Ce n'est qu'en connaissant les astuces des agents pathogènes que nous pouvons les contrer et lutter efficacement contre les infections"
Le corps se protège des agents pathogènes en les privant de fer, un élément vital. Mais dans le cas des salmonelles, cette stratégie ne fonctionne pas toujours. Des chercheurs de l'Université de Bâle ont découvert que ces germes recherchent de manière ciblée des régions riches en fer dans les cellules immunitaires et s'y multiplient. Les connaissances sur la manière dont les agents pathogènes déjouent les défenses immunitaires sont importantes pour la lutte contre les infections.
Salmonelles (jaune) dans une vacuole (bleu) dans une cellule d'alimentation.
Universität Basel, Biozentrum
Notre corps tient en échec les agents pathogènes en les privant de nutriments importants comme le fer. Le fer est indispensable à tous les êtres vivants. Si les bactéries ne disposent pas de suffisamment de fer, elles cessent de croître et de se multiplier - elles sont en quelque sorte "affamées". Les agents pathogènes ne peuvent plus se propager et l'infection est ainsi endiguée.
Dirk Bumann du Biocentre de l'Université de Bâle ont découvert sur des souris que tous les agents pathogènes ne se laissent pas berner aussi facilement. Dans leur étude publiée dans la revue spécialisée "Cell Host & Microbe", ils montrent que certaines bactéries se cachent de manière ciblée dans les quelques cellules du corps où le fer est particulièrement présent. Non inquiétés par les défenses immunitaires, les agents pathogènes peuvent se multiplier dans ces niches riches en fer.
La carence en fer comme stratégie de défense
Dans leur travail, les chercheurs ont étudié les salmonelles, connues pour être à l'origine de la fièvre typhoïde. Pour échapper aux défenses immunitaires, les germes se nichent dans les phagocytes de l'organisme. Ces macrophages se défendent toutefois contre les envahisseurs : ils retirent le fer de la cachette des salmonelles à l'aide de la protéine de transport NRAMP1. Un tel retrait de nutriments est une stratégie de défense éprouvée de notre corps. Mais les salmonelles ont trouvé une faille.
"Nous avons été surpris de constater que la carence en fer n'a guère d'effet sur la population de salmonelles en général. Il n'y avait en fait aucune explication à cela", explique Bumann. "Seules nos analyses au niveau des cellules individuelles ont montré qu'une partie considérable des salmonelles visitait de manière ciblée des macrophages spécialement riches en fer". En effet, les salmonelles s'attaquent souvent aux macrophages de la rate qui décomposent les globules rouges vieux ou endommagés. Comme les globules rouges contiennent de grandes quantités de fer, les sites de dégradation sont très riches en fer. C'est précisément cette source de fer que les salmonelles exploitent.
Les bactéries utilisent des niches riches en fer
"Nous avons découvert deux populations de salmonelles dans les macrophages de la rate. Un groupe vit dans des zones pauvres en fer et y végète littéralement", explique Bumann. "La deuxième population se trouve dans les vésicules, où les globules rouges sont dégradés".
Là aussi, la pompe NRAMP1 élimine le fer, qui est ensuite recyclé. La quantité de fer y est toutefois extrêmement élevée. "Même si plus de 99 pour cent du fer est pompé, la quantité restante suffit aux agents pathogènes pour continuer à se multiplier", explique Bumann. Ce sont donc ces bactéries bien approvisionnées qui dominent le processus infectieux.
Compétition entre l'hôte et l'agent pathogène
Cette hétérogénéité au sein d'un foyer d'infection est décisive pour que les salmonelles puissent survivre et se propager dans l'hôte. L'étude met en outre en évidence la capacité d'adaptation des agents pathogènes et leur capacité à déjouer les mécanismes de défense les plus sophistiqués.
Les résultats fournissent des informations importantes sur la dynamique - la compétition - entre l'hôte et l'agent pathogène. "Notre travail montre également à quel point il est important de comprendre les infections au niveau des cellules individuelles", explique Bumann. "Ce n'est que si nous connaissons les astuces des agents pathogènes que nous pouvons les contrer et lutter efficacement contre les infections".
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