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E. coli ne vous donne pas seulement une intoxication alimentaire - il peut également vous aider à obtenir des nutriments essentiels

2020

Contrairement à de nombreux microbes intestinaux, la plupart des gens connaissent E. coli par son nom. Cela apparaît dans les nouvelles principalement grâce aux histoires d'intoxication alimentaire résultant de la contamination de l'eau et du fait que les travailleurs ne se sont pas lavé les mains. Mais de nombreuses souches font partie de notre système digestif. En fait, la raison pour laquelle les épidémies d' E.coli sont si courantes est au moins en partie parce qu'elle est si commune dans nos intestins et ceux d'autres animaux.

Jusqu'à récemment, les chercheurs pensaient qu'il ne s'agissait que d'un autre squatteur intestinal, qui épongeait notre digestion pour obtenir des micronutriments comme le fer - et en tension constante avec l'hôte pour le contrôle des ressources. Mais une nouvelle étude révolutionnaire de l'Université du Colorado à Boulder suggère que la petite bactérie nous aide en fait à absorber plus de fer. Les chercheurs espèrent que cela débouchera éventuellement sur de nouveaux traitements plus efficaces pour l’anémie ferriprive.

Cette découverte est surprenante car elle contredit la science existante sur la relation entre les bactéries et nous, leurs hôtes. Jusqu'à présent, les chercheurs pensaient qu'E. Coli venait de prélever du fer dans le matériel contenu dans notre tube digestif, à l'aide d'un produit chimique appelé entérobactine, qui capture le fer et le transporte dans la cellule. Mais les biologistes Min Han et Bin Qi ont découvert que l’entérobactine aide également les cellules digestives des animaux à recueillir le fer. Pour les vers ronds qu’ils expérimentaient, ce processus leur apportait la plus grande partie du fer dont ils avaient besoin.

L'entérobactine est le plus puissant des composés de collecte du fer appelés sidérophores, mais ce n'est que l'un d'entre eux. Jusqu'à présent, les chercheurs croyaient que les sidérophores étaient mauvais pour les hôtes bactériens et prenaient du fer qu'ils pourraient autrement consommer. L'image était celle d'un «bras de fer factice» entre le corps hôte et les bactéries, chacun essayant de saisir le fer contenu dans les aliments.

«Cette constatation nous dit non, c'est le contraire», dit Han. L'entérobactine qui transporte le fer vers les cellules bactériennes le transporte également vers les cellules hôtes, en se liant à un produit chimique qui produit l'ATP, la molécule d'énergie dont nous avons tous besoin pour vivre et fonctionner. La production d'ATP a lieu à l'intérieur de la mitochondrie de la cellule (souvent appelée la centrale électrique de la cellule), qui a besoin de beaucoup de fer pour continuer à pomper de l'énergie.

En d'autres termes, la vie a besoin de fer pour exister, en particulier de fer soluble, que les cellules peuvent absorber. Cela aide à expliquer pourquoi les bactéries produisent toute une classe de composés, les sidérophores, spécialement conçus pour le capturer de l'hôte dont le système digestif le rend soluble. Avec le temps, cependant, cette nouvelle constatation montre que nous avons évolué pour tirer parti du processus, donnant à cette relation une apparence plus symbiotique. Personne ne sait ce qui est arrivé en premier, bien sûr.

Han et Qi ont fait leur découverte lors de travaux sur le ver rond C. elegans . Le ver héberge naturellement beaucoup d' E. Coli, mais les scientifiques ont nourri leurs sujets avec une souche génétiquement modifiée ne produisant pas d'entérobactine. Sans l’entérobactine, que l’on pensait auparavant uniquement pour voler du fer, les vers ne se développent pas aussi bien. Ensuite, les chercheurs ont examiné le produit chimique ATP dans les cellules humaines et les cellules du ver, en constatant que les cellules avaient la même formation et que leur capacité à collecter le fer grâce à l’entérobactine était la même.

Cela signifie qu'il est à peu près certain que les interactions entre les vers ronds se produisent également chez les mammifères, dit Han. La seule question qui se pose est de savoir si cela joue un rôle aussi important dans notre absorption du fer que pour les vers. L'équipe de Hans commence actuellement des travaux sur des expériences sur des souris (les rongeurs, bien qu'ils ne soient pas encore humains, sont au moins beaucoup plus proches de nous que les simples vers ronds) pour le démontrer.

Finalement, ils espèrent que cette découverte mènera à de nouvelles thérapies plus efficaces pour l’anémie ferriprive. Les traitements actuels ont des effets nocifs sur le corps et ont un effet limité, mais l'anémie est un problème de santé énorme, fréquent chez les populations vulnérables telles que les enfants et les femmes ayant leurs règles. «Prendre beaucoup de fer a de nombreux effets secondaires et une très faible efficacité, explique Han. Cela signifie que beaucoup de personnes souffrant d'anémie ne peuvent pas le traiter efficacement.

"C'est un résultat très excitant, déclare la biologiste moléculaire Natasha Kirienko de l'Université Rice, qui n'a pas participé à la nouvelle étude. La preuve de cette interaction au sein des cellules soulève de nombreuses questions, selon elle, qui devront être traitées ultérieurement." Iron is le micronutriment le plus essentiel dit-elle. "On ne peut pas faire de l'ATP sans ça." Mais tout notre microbiome, en vie, a également besoin de fer pour vivre. Tout dans notre microbiome n'est pas bon pour nous non plus - les pathogènes y vivent aussi. Cela signifie que les scientifiques doivent faire plus de recherches sur les créatures du microbiome qui peuvent obtenir du fer de la même manière que l'entérobactine, tout comme nous et E. coli . Nous devons nous assurer que nous ne nourrissons pas accidentellement des choses qui pourraient nous rendre malades.

«C’est vraiment excitant de voir que les bactéries latérales fournissent du fer à l’hôte, au lieu de l’enlever», a écrit Kirienko dans un courrier électronique de suivi. D'autres recherches sur les sidérophores devraient permettre de déterminer si d'autres personnes peuvent également apporter du fer aux cellules hôtes ou si seule l'entérobactine peut le faire. Si plus de sidérophores peuvent le faire, cela pourrait changer la façon dont nous traitons les traitements de l'anémie, dit-elle. Si seulement l'entérobactine peut le faire, le processus de conception d'un traitement serait plus simple.

En fin de compte, même s’il s’agit là d’une découverte intéressante, il reste encore beaucoup à faire pour comprendre pleinement le fonctionnement de ce processus et ses effets éventuels. «Il sera important de comprendre comment divers sidérophores bactériens ont un impact sur les cellules de mammifère. Certains peuvent donner du fer, peut-être du fer chélaté», a écrit le microbiologiste Janelle C. Arthur dans une interview par courrier électronique.

L'autre chose, a-t-elle dit, est que toutes les cellules de notre corps ne sont pas identiques ou ne font pas les mêmes choses. Peut-être que les cellules qui tapissent notre tube digestif peuvent utiliser l’entérobactine pour obtenir du fer, mais d’autres cellules ne le pourraient pas. Il y a plus à savoir, mais cette découverte offre une nouvelle façon de voir la vie en nous.

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