Une bactérie reprogramme la régulation des gènes dans les cellules hôtes
Une bactérie responsable de pneumonies et d'infections sexuellement transmissibles sabote la régulation génique des cellules hôtes en neutralisant les enzymes qui retirent normalement les étiquettes chimiques portées par l'ADN. Il en résulte une perturbation profonde de l'identité cellulaire.
Chlamydia trachomatis est une bactérie courante qui infecte les cellules de l'intérieur. Elle détourne les nutriments de la cellule hôte pour assurer sa propre croissance. Mais l'étude, publiée dans eLife, montre que les dégâts vont au-delà du vol de nutriments. La bactérie perturbe aussi les histones, les protéines autour desquelles l'ADN s'enroule et qui déterminent quels gènes sont actifs. Plus précisément, les histones deviennent hyperméthylées : elles accumulent trop d'étiquettes chimiques (des groupements méthyle) qui régulent normalement l'activité des gènes.
Comment la bactérie manipule la chimie de la cellule hôte
Dans une cellule saine, la méthylation des histones et son retrait (la déméthylation) s'équilibrent. Chlamydia rompt cet équilibre par une voie indirecte. Elle consomme des produits du métabolisme de la cellule hôte, ce qui fait monter la concentration en succinate dans le noyau cellulaire. Le succinate bloque les enzymes chargées de retirer les étiquettes méthyle des histones. Ces enzymes ont également besoin de fer, dont la bactérie réduit la disponibilité. Lorsque les chercheurs ont apporté des cofacteurs supplémentaires aux cellules en culture, l'hyperméthylation a diminué. Cela indique que le mécanisme est actif et réversible, du moins en laboratoire.
Les modifications épigénétiques, c'est-à-dire les changements dans la régulation des gènes sans altération de la séquence d'ADN elle-même, sont normalement temporaires et corrigeables. Les infections chroniques pourraient toutefois briser cette réversibilité. Les données de l'étude ne permettent pas de déterminer si les modifications observées disparaissent complètement une fois la bactérie éliminée.
Un éclairage sur le vieillissement et les infections chroniques
Pour le champ de recherche sur la longévité, ces travaux soulèvent une question plus large : dans quelle mesure des infections passées contribuent-elles à des modifications durables de la régulation génique ? Si des bactéries peuvent perturber de façon persistante la méthylation des histones des cellules hôtes, cela pourrait avoir des conséquences à long terme sur le vieillissement cellulaire et la santé des tissus. Il s'agit toutefois d'une interprétation extrapolée : l'étude elle-même a examiné les mécanismes d'infection en culture cellulaire et dans un modèle de souris, et non le vieillissement.
Termes de recherche pour aller plus loin : histone methylation infection epigenetics, succinate demethylase inhibition host cell, Chlamydia epigenetic modification chromatin