Salmonelle est un agent pathogène d'origine alimentaire qui provoque plus d'un million d'infections chaque année aux États-Unis. Il peut tuer des individus jeunes, âgés et immunodéprimés. Ce qui rend ces bactéries particulièrement dangereuses, c’est leur capacité à échapper à nos réponses immunitaires.

Les macrophages sont conçus pour tuer les bactéries en les pulvérisant avec des produits antibactériens, en les exposant à des environnements acides et en retenant le magnésium, qui ciblent tous les couches externes des bactéries. Salmonellecependant, a développé des mécanismes pour survivre et se développer dans cet environnement.

Sous des conditions normales, Salmonelle utilise un complexe appelé Bam pour assembler certaines protéines qui sont transportées vers sa couche membranaire externe. Dans des études antérieures, le groupe a montré qu'à l'intérieur des macrophages, le complexe est compromis et, par conséquent, Salmonelle dépend du système PhoPQ pour détecter l’environnement et orchestrer les changements nécessaires dans la membrane externe.

Des études sur d'autres bactéries ont montré que le complexe TamAB remplissait des fonctions similaires à celles de Bam, ce qui a amené les chercheurs de la présente étude à se demander s'il pourrait être important dans Salmonelle. Ils ont découvert que les gènes responsables de la production de TamAB étaient contrôlés par PhoPQ.

« Nous savions grâce à d'autres études que TamA était similaire à BamA dans sa structure. Lorsque nous avons réalisé que PhoPQ contrôlait ce complexe TamAB, nous avons émis l'hypothèse que le complexe Bam lutte dans le macrophage et que TamA est induit par PhoPQ pour aider », a déclaré James Slauch. (IGOH), professeur de microbiologie.

Pour tester leur hypothèse, les chercheurs ont d'abord supprimé TamAB de Salmonelle. À leur grande surprise, ces mutants étaient encore capables de provoquer une infection chez la souris. Cependant, lorsqu’ils ont également paralysé le complexe Bam, les mutants dépourvus de TamAB ont eu du mal.

Les chercheurs ont également constaté des résultats similaires lorsqu'ils ont recréé les conditions de type macrophage dans des tubes à essai et testé les différents Salmonelle mutants. Ils ont observé que les mutants dépourvus des complexes Bam et TamAB étaient sensibles à la vancomycine. Ce résultat est particulièrement intriguant car la vancomycine n'est pas utilisée pour traiter Salmonelle puisqu'il ne peut pas traverser la membrane externe. Cette sensibilité suggère que les deux complexes ont une fonction dans la création ou le maintien de la membrane externe, bien que le mécanisme ne soit pas clair.

« Fondamentalement, TamAB contribue à créer des conditions favorables au fonctionnement du complexe Bam, mais c'est indirect », a déclaré Yekaterina Golubeva, chercheuse scientifique au laboratoire Slauch.

On ne sait toujours pas quel pourrait être l’effet indirect. « Le problème est que l'étude de la membrane externe est compliquée car tout est interconnecté. Si vous gâchez le complexe Bam, cela perturbe les machineries supplémentaires nécessaires à la synthèse de la membrane externe. En conséquence, il est difficile de comprendre les contributions de ces protéines.  » dit Slauch.

Néanmoins, les chercheurs souhaitent désormais comprendre comment TamAB aide. Pour ce faire, ils utiliseront des mutants suppresseurs qui ont accumulé différents types de mutations qui peuvent les aider à se développer même si leurs complexes Bam et Tam sont défectueux, fournissant ainsi un aperçu de la salmonelle structure et fonction de la membrane externe.

« Des efforts sont en cours dans les sociétés de biotechnologie qui ciblent le complexe Bam comme moyen de traiter Salmonelle infections », a déclaré Slauch. « Comprendre la structure de la membrane externe lorsque Salmonelle se trouve dans un macrophage peut nous aider à comprendre ce qui affectera sa sensibilité aux médicaments et nos résultats avec la vancomycine vont dans ce sens. »

L'étude « TamAB est régulée par PhoPQ et fonctionne dans l'homéostasie de la membrane externe pendant Salmonelle pathogenèse » a été publié dans le Journal de bactériologie. Le travail a été financé par les National Institutes of Health.