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Contexte

Nous menons des recherches sur le métabolisme carboné de Lactococcus lactis appartenant au groupe des bactéries lactiques. Celles-ci sont utilisées dans l’ industrie en partie pour leur pouvoir acidifiant lié à leur métabolisme fermentaire.

Cependant, nous avons trouvé que la fermentation n’est pas la seule caractéristique métabolique de L. lactis, ni de certaines autres bactéries lactiques : celles-ci sont capables de respirer si l’ hème est disponible dans l’ environnement oxygéné. Cette respiration entraîne un gain d’ énergie mais aussi un allongement de la vie des cellules en phase stationnaire. Partant de cette observation, nous avons recherché l’existence d’ un tel métabolisme chez des bactéries dans la même famille phylogénique que L. lactis.

Résultats

Streptococcus agalactiae (connu comme Group B Streptococcus ou GBS), est un contaminant fréquent du lait et une cause de mammites bovines. Chez l’ Homme, c'est un constituant typique de la microflore intestinale et du vagin. Sa transmission au nouveau-né lors de l’accouchement présente un risque mortel.

Nous avons découvert que S. agalactiae  possède la capacité de respirer, seulement quand l’ hème (noyau de l'hémoglobine) et une quinone (vitamine K₂) sont présents dans l’ environnement. Il est important de noter que ces deux composants sont présents chez l’ Homme et l’animal.

En pratique, le métabolisme respiratoire a des effets significatifs pour la croissance, y compris un doublement de la biomasse bactérienne et une altération du profil métabolique. La présence d’ une chaîne respiratoire a été confirmée par des méthodes biochimiques et génétiques. Un mutant de GBS dépourvu de la capacité de respirer est incapable de croître dans le sang humain et sa virulence est très fortement atténuée dans un modèle de rat nouveau-né. Nos études indiquent que le métabolisme respiratoire facilite la persistance du GBS dans des milieux sanguins et donc interviendrait lors des septicémies. La capacité respiratoire de GBS, notamment dans le sang, pourrait être un facteur clé dans sa dissémination chez l’ hôte.

Perspectives

Le métabolisme respiratoire du GBS serait essentiel pour la septicémie, alors que la fermentation serait nécessaire pour la colonisation. Des modèles animaux sont en cours d’ élaboration, en collaboration avec C. Poyart (Hôpital Cochin), P. Trieu-Cuot (Institut Pasteur) et S. Rabot (Inra).
Identification des facteurs spécifiquement induits par la respiration (étude transcriptomique en collaboration avec P. Trieu-Cuot et P. Glaser (Institut Pasteur) ; un objectif serait de trouver un inhibiteur pour contrôler la dissémination de GBS .

Collaboration 

P. Trieut-Cuot, Institut Pasteur, Paris ; C. Poyart, Hôpital Cochin, Paris

Bibliographie 

Yamamoto Y. et al. 2004. Respiration metabolism of Group B Streptococcus is activated by environmental heme and quinone and contributes to virulence.  Mol. Microbiol. 56, 525.