Nous avions découvert ensemble comment les bactériophages, des virus ne s’attaquant qu’a des bactéries, “atterrissent” et pénètrent par le biais d’un de leurs “outils” certaines bactéries (vidéo). C’était déjà très impressionnant et digne de nos technologies d’exploration spatiale les plus avancées…. Et bien on apprend cette semaine que ces phages subtilisent le système immunitaire de bactérie pour l’utiliser contre elles.
Le phénomène a été découvert par Seed Kimberly et ses collègues (école de médecine d’Harvard) quand ils ont observé des bactériophages qui infectent et tuent habituellement la bactérie responsable du choléra, la Vibrio cholerae. En observant les échantillons, ils ont remarqué que le génome des phages détenait un ensemble d’éléments de gènes particuliers, appelé CRISPR-Cas, qui sont habituellement portés par certains types de bactéries et qui ont été récemment identifiés comme étant la base d’une immunité adaptative efficace contre l’infection des phages.
Pour tester si le système immunitaire aidait le phage a infecté le V. cholerae, ils ont d’abord essayé d’infecter les bactéries en utilisant les phages qui n’avaient pas volé les gènes CRISPR-Cas. Ces phages n’ont pas réussi. Mais lorsque les chercheurs ont ajouté les phages pourvus du système immunitaire à un échantillon de bactéries du choléra, ils ont réussi à les infecter et à les tuer. Le phage entreprend son attaque en ciblant des gènes bactériens qui inhiberaient normalement l’infection de la cellule par le phage. Sans cette défense, les bactéries se remplissent rapidement des copies des particules virales et explosent.
Il est à noter que le système immunitaire adaptatif des bactéries n’est pas aussi complexe que le nôtre. Le système des mammifères utilise de petites molécules (le système du complément), de grosses protéines (immunoglobulines) et les phagocytes (les globules blancs) dans le but de nous prévenir des menaces extérieures. Le système CRISPR-Cas est essentiellement composé de séries de sections d’ADN directement répétées, séparées par des étendues espacées de séquences uniques (la partie CRISPR), et étroitement associées à des gènes d’une certaine classe de protéines (la partie CAS). Les protéines Cas ressemblent et se comportent beaucoup comme des nucléases, hélicases, etc, en gros, des protéines susceptibles d’interagir avec un acide nucléique. Comme les virus détournent les cellules par l’injection d’acides nucléiques, profiter d’une source endogène de protéines conçues pour reconnaitre spécifiquement et mâcher ces molécules sera utile à la défense contre les envahisseurs viraux.
Le processus par lequel le système immunitaire fonctionne est assez complexe, pour ces raisons le Guru évitera de l’aborder ici, mais ces deux représentations du mécanisme d’action du CRISPR/Cas (à partir de la précédente étude : CRISPR/Cas, the Immune System of Bacteria and Archaea) pourraient vous en donner une idée :
A : Immunisation avec le CRISPR-Cas : le premier pas de l’immunité adaptable dans le CRISPR-Cas est l’immunisation avec l’ADN viral ou plasmide. B : Dès que le système CRISPR-Cas dispose des espaceurs nécessaires entre les gènes, le système peut reconnaître et détruire de nouveaux cas d’infection par un agent connu.
Il est à noter que les virus ne peuvent pas fabriquer leur propre système immunitaire, ils doivent voler ces gènes CRISPR-Cas. Il reste à savoir si ces bactéries peuvent faire évoluer leurs propres défenses contre cette nouvelle menace viral.
La recherche publiée dans Nature : A bacteriophage encodes its own CRISPR/Cas adaptive response to evade host innate immunity.
