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Nouveau mode d’action d’une toxine produite par E. coli dégradant l’ADN

Des chercheurs de l’Inra et de l’Université de Toulouse ont mis au jour le mode d’action d’une toxine, produite par la bactérie Escherichia coli et connue pour dégrader l’ADN. Cette découverte réfute l’idée jusqu’ici acceptée que cette toxine induit directement des cassures de l’ADN sur les deux brins. En effet, elle génère des cassures simple-brin de l’ADN et son action est amplifiée lors du cycle cellulaire. Du fait de l’action cancérigène de certaines génotoxines bactériennes, la connaissance de leur mode d’action permettrait ainsi de mieux comprendre les mécanismes d’apparition de cellules cancéreuses après infection par certaines bactéries.

Colonies de bactéries Escherichia Coli cultivées en boite de Petri. Chaque colonie a un diamètre de 2 à 3 mm.. © Inra, NICOLAS Bertrand
Par Service de presse
Mis à jour le 17/04/2014
Publié le 30/05/2013

Depuis la découverte, il y a une vingtaine d’années, de la toxine CDT (Cytolethal Distending Toxin) chez despatients atteints de diarrhées causées par Escherichia coli, cette toxine a été retrouvée dans de nombreuses autres souches bactériennes. Différents travaux ont montré que la toxine CDT est responsable d’une dilatation progressive des cellules de l’hôte à son contact, ainsi que de l’endommagement de leur ADN. De ce fait, la toxine CDT fait partie de la famille des génotoxines bactériennes.

Des chercheurs de l’Inra et de l’Université de Toulouse se sont intéressés au mode d’action de cette toxine. Jusqu’à présent, il était acquis qu’elle induisait des cassures double-brin de l’ADN. Suite à ces cassures, la voie de réparation de l’ADN se met en place, conduisant à l’arrêt du cycle cellulaire. Or, différentes observations laissent penser que les cassures double-brin induites par CDT ne sont pas directes, et que le cycle cellulaire (particulièrement la phase S de réplication de l’ADN) joue un rôle important dans la formation de ces cassures.

L’originalité du travail des chercheurs de cette étude vient du fait qu’ils ont utilisé de faibles doses de CDT (50 pg/mL) alors que les précédentes études étaient menées avec des concentrations 10 à 100 000 fois plus importantes. La dose utilisée dans la présente étude se rapproche donc de ce qui pourrait être observé dans un organisme infecté. Après exposition à la toxine des cellules in vitro, ils ont suivi pendant 48h la cinétique d’apparition des dommages causés à l’ADN et ont montré que les cassures double-brin ne sont pas les premiers dommages induits par la toxine CDT d’E. coli. En effet, les données montrent la formation par CDT de cassures simple-brin, converties en cassures double-brin pendant la phase de réplication de l’ADN. Dans les précédentes études, les fortes doses de CDT (au-delà de 1 µg/mL), conduisaient à l’accumulation de cassures simple-brin sur les deux brins d’ADN, de fait créant des cassures double-brin, masquant le mécanisme d’action réel de la génotoxine.

La bactérie Helicobacter hepaticus, exprimant aussi CDT, est responsable d’hépatites chez la souris et induit des lésions potentiellement cancérigènes dans le foie des souris infectées. Il apparaît ainsi que l’étude de l’effet des bactéries pathogènes exprimant CDT représente un enjeu important dans la compréhension de leur implication potentielle dans la cancérogenèse.

Référence :
Y. Fedor, J. Vignard, M.-L. Nicolau-Travers, E. Boutet-Robinet, C. Watrin, B. Salles andG. Mirey. From single-strand breaks to double-strand breaks during S-phase: a new mode of action of the Escherichia coli Cytolethal Distending Toxin. Cellular Microbiology, 14 décembre 2012. DOI: :10.1111/cmi.12028

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Santé animale
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Occitanie-Toulouse