Coopération pathogénique.

Plusieurs populations de Salmonella typhimurium travaillent en équipe afin d’optimiser leur efficacité infectieuse.

Des recherches menées à l’École polytechnique fédérale de Zurich mettent en lumière un nouveau schéma de coopération au service de la virulence d’un pathogène. Observé chez Salmonella typhimurium, il fait appel à des sous-populations dites « bistables » : bien que génétiquement identiques, les salmonnelles qui les composent peuvent se diviser en sous-populations phénotypiquement différentes. Certaines croissent lentement et sont très virulentes, d’autres, inoffensives, se multiplient très rapidement.

Les bactéries virulentes (vert) croissent plus lentement que les non viulentes (gris).
© A. Sturm/W.-D. Hardt

Des recherches menées à l’École polytechnique fédérale de Zurich mettent en lumière un nouveau schéma de coopération au service de la virulence d’un pathogène. Observé chez Salmonella typhimurium, il fait appel à des sous-populations dites « bistables » : bien que génétiquement identiques, les salmonnelles qui les composent peuvent se diviser en sous-populations phénotypiquement différentes. Certaines croissent lentement et sont très virulentes, d’autres, inoffensives, se multiplient très rapidement.

Il arrive que, parmi les bactéries avirulentes, des mutants « pique-assiette » apparaissent, qui bénéficient de l’infection produite par l’action collective mais n’y contribuent pas. En effet, ils ne participent pas à l’inflammation qui permet à S. typhimurium de se débarrasser de ses concurrents microbiens présents dans le tractus digestif. Pire : ils inhiberaient globalement l’efficacité du pathogène. Incapables de mener seuls une infection, les mutants s’associent systématiquement avec la population virulente, ce qui aboutit à des infections plus courtes et plus facilement contrées par l’hôte que lorsque la population bactérienne non mutée est seule au front.

Comment réduire au silence ces mutants ? À l’aide de modélisations et d’expérimentations in vivo, Wolf-Dietrich Hardt et son équipe ont peut-être trouvé la réponse : la coopération des bactéries virulentes et de la sous-population avirulente. Les virulentes s’occupent de l’inflammation et les avirulentes des mutants, dont elles sembleraient maîtriser la croissance selon un mécanisme qui reste toutefois à élucider. Bien que ne participant pas directement à l’inflammation, les bactéries avirulentes protègent donc l’ensemble de la population. Car même dans les sociétés bactériennes, chacun doit faire sa part.

Cette dynamique de groupe suggère aussi de nouvelles idées de lutte contre ce pathogène, comme modifier les rapports de forces pour diminuer l’efficacité infectieuse.

Source : Diard M et al. (2013) Nature 494, 353-6a.