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# Biologie # Microbiologie

Le rôle crucial des tetraspanines dans les infections bactériennes

Les tetraspanines aident les bactéries à s'accrocher aux cellules, influençant les mécanismes d'infection.

PA Wolverson, I Fernandes Parreira, MO Collins, JG Shaw, LR Green

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Tetraspanines : La porte Tetraspanines : La porte d'entrée des bactéries bactérienne. pour l'attachement et l'infection Les tetraspanines sont essentielles
Table des matières

Les Tetraspanines, c'est une famille de protéines qu'on trouve dans les membranes cellulaires de plein d'organismes, y compris les humains. Elles sont comme les papillons sociaux de la cellule, avec 33 membres connus qui ont chacun des rôles uniques. Ces protéines ont une forme caractéristique avec quatre sections qui traversent la membrane cellulaire et des boucles qui s'étendent à l'extérieur de la cellule. Pense à elles comme de petits ponts qui relient différentes protéines et structures au sein d'une cellule.

Une des caractéristiques clés des tetraspanines, c'est leur capacité à former des clusters avec d'autres protéines, créant des zones spécialisées appelées microdomaines enrichis en tetraspanines. Ces microdomaines sont des endroits très actifs, impliqués dans des activités comme aider les cellules à s'accrocher, à bouger et à envoyer des signaux à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule. Ils sont aussi en première ligne pendant les Infections causées par divers bactéries et virus.

Tetraspanines et Infections Bactériennes

Des recherches récentes révèlent que les tetraspanines contribuent à la façon dont certaines bactéries peuvent s'accrocher et envahir les cellules. Plusieurs pathogènes Bactériens notoires, comme Neisseria meningitidis (celui qui cause la méningite), Staphylococcus aureus (celui qui peut provoquer des infections cutanées) et Escherichia coli (une bactérie intestinale courante), ont montré qu'ils utilisent les tetraspanines pour entrer dans les cellules. Ces bactéries ne rentrent pas sans rien; elles comptent sur les tetraspanines pour créer le bon environnement pour leur intrusion.

L'idée générale, c'est que les tetraspanines aident d'autres récepteurs sur la surface de la cellule à se regrouper, ce qui facilite l'attachement des bactéries. Par exemple, dans le cas de Staphylococcus aureus, une tetraspanine appelée CD9 aide à créer une scène où la fibronectine, une protéine qui agit un peu comme une colle, peut se lier aux bactéries, leur permettant de s'accrocher et d'infecter les cellules.

La Mécanique de l'Adhérence Bactérienne

Comprendre comment les bactéries utilisent les tetraspanines, c'est un peu comme résoudre un mystère. Par exemple, Neisseria meningitidis a une façon bien spécifique de s'accrocher aux cellules. Ça commence par des petites structures en forme de cheveux appelées pili qui se fixent aux récepteurs cellulaires humains, comme CD147 ou CD46. Cette poignée de main initiale est cruciale pour les étapes ultérieures de l'infection. Une fois accrochées, les bactéries entrent dans une relation plus intime avec les cellules hôtes grâce à des interactions avec d'autres protéines.

Staphylococcus aureus utilise une approche différente, employant toute une gamme de récepteurs pour s'attacher aux cellules hôtes. On a montré que CD9 fonctionne avec diverses protéines, aidant les bactéries à se fixer aux cellules en organisant un site d'attachement optimal, ce qui est essentiel pour leur survie.

Points Forts de la Recherche

Dans une étude explorant le rôle des tetraspanines, les chercheurs ont utilisé une technique appelée étiquetage de proximité pour comprendre comment CD9 interagit avec d'autres protéines sur les cellules épithéliales. En marquant CD9 avec un marqueur spécial, ils pouvaient suivre avec quelles protéines il traînait pendant les infections bactériennes.

Cette approche a permis aux scientifiques d'observer les changements dans les interactions entre les protéines lorsque les cellules étaient infectées. Il s'avère que CD9 favorise l'attachement des bactéries aux cellules en organisant d'autres protéines nécessaires à ce processus. Les chercheurs ont trouvé que différentes bactéries pouvaient déclencher différents ensembles d'interactions, ce qui suggère que les microdomaines de tetraspanines sont assez dynamiques et réactifs à leur environnement.

Résultats de l'Étude

Les résultats ont montré que lorsque CD9 était désactivé ou perturbé, les bactéries avaient plus de mal à s'accrocher aux cellules. Cela a mis en évidence l'importance des tetraspanines dans l'adhérence bactérienne. Pour Neisseria meningitidis, il a été découvert que retirer CD9 réduisait considérablement la capacité des bactéries à se fixer aux cellules hôtes. Pendant ce temps, pour Staphylococcus aureus, les résultats étaient similaires, mettant en avant le rôle essentiel de CD9 dans ce processus.

Fait intéressant, les chercheurs ont aussi testé un peptide dérivé de CD9, qui pouvait réduire l'adhérence bactérienne lorsqu'il était appliqué sur des cellules. Ça laisse penser que perturber la fonction de CD9 pourrait potentiellement être un moyen novateur de combattre les infections bactériennes, surtout avec la préoccupation croissante autour de la résistance aux antibiotiques.

L'Importance des Interactions CD9

L'étude a identifié plusieurs protéines connues pour être impliquées dans l'adhérence bactérienne et d'autres fonctions cellulaires. Parmi les protéines qui interagissent avec CD9, on retrouve CD46 et CD147, toutes deux liées à Neisseria meningitidis, et CD44, associée à Staphylococcus aureus. Le fait que ces interactions diffèrent selon le type de bactéries souligne comment des protéines spécifiques sont recrutées en fonction des bactéries qui tentent d'envahir. C'est comme avoir une liste VIP personnalisée pour chaque type de bactéries.

Qu'est-Ce Que Ça Veut Dire Tout Ça?

Comprendre le rôle des tetraspanines dans l'adhérence bactérienne nous aide à saisir comment les infections se produisent au niveau cellulaire. Ça ouvre des portes à des stratégies de traitement potentielles qui pourraient empêcher les bactéries de s'accrocher à nos cellules et de semer le trouble.

Il y a un petit côté positif dans la lutte contre la résistance aux antibiotiques, car cibler CD9 et ses interactions pourrait mener à de nouvelles approches thérapeutiques qui ne dépendent pas des antibiotiques traditionnels.

Directions Futures et Conclusion

Les recherches en cours sur les tetraspanines et leurs interactions avec les bactéries pourraient mener à des développements passionnants dans le contrôle et le traitement des infections. Les scientifiques sont impatients de découvrir toute la gamme de protéines impliquées dans ces processus et comment elles pourraient être manipulées à des fins thérapeutiques.

En plongeant plus profondément dans la complexité des interactions cellulaires, on découvre qu'il y a bien plus à dire sur les bactéries et nos réponses immunitaires que ce qu'on voit à l'œil nu. La danse entre les bactéries et les cellules hôtes est complexe, et les tetraspanines comme CD9 sont des acteurs clés de ce spectacle. En mieux comprenant ces interactions, on peut travailler vers des stratégies plus efficaces pour garder les bactéries à distance et maintenir notre santé.

En conclusion, le monde des tetraspanines et leur rôle dans les infections bactériennes est plein de surprises. Qui aurait cru que ces petites protéines pouvaient avoir un tel impact sur la façon dont les bactéries s'installent dans nos corps? Ça rappelle que dans le monde microscopique, même les plus petits acteurs peuvent avoir une influence démesurée sur notre santé.

Source originale

Titre: Dynamics of the CD9 interactome during bacterial infection of epithelial cells by proximity labelling proteomics

Résumé: Epithelial colonisation is often a critical first step in bacterial pathogenesis, however, different bacterial species utilise several different receptors at the cell membrane to adhere to cells. We have previously demonstrated that interference of the human tetraspanin, CD9, can reduce adherence of multiple species of bacteria to epithelial cells by approximately 50%. However, CD9 does not act as a receptor and is responsible for organising and clustering partner proteins commandeered by bacteria for efficient adherence. CD9 can organise numerous host proteins at the cell membrane but the full interactome has not been delineated. Here, using a novel CD9 proximity-labelling model, we demonstrate a vast and diverse CD9 interactome with 845 significantly enriched proteins associated with CD9 over four hours. These putative proximal proteins were associated with various cellular pathways including cell adhesion, ECM-receptor interactions, endocytosis, SNARE interactions and adherens and tight junctions. Significant and known interactors of CD9 were enriched including {beta}1 integrins and major immunoglobulin superfamily members but also included several known bacterial adherence receptors including CD44, CD46 and CD147. We further demonstrate dynamism of the interactome during infection at three separate time points with two different bacterial species, Neisseria meningitidis and Staphylococcus aureus. During meningococcal infection, 13 unique proximal proteins associated with CD9 were significantly enriched across four hours compared to uninfected cells. However, upon staphylococcal infection far fewer enriched proximal proteins were identified demonstrating that different bacteria require different host factors during CD9-mediated bacterial adherence. Transient knockdown of CD44 and CD147, candidate receptor proteins identified in our screen, significantly reduced staphylococcal and meningococcal adherence respectively. This effect was ablated in the absence of CD9 or if epithelial cells were treated with a CD9-derived peptide demonstrating the association of these proteins during staphylococcal and meningococcal adherence. We demonstrate for the first time the CD9 interactome of epithelial cells and that bacteria hijack these interactions to efficiently adhere to epithelial cells. This process is bacterial species specific, recruiting several different proteins during infection but a host-derived peptide is able to interfere with this process. We have therefore developed a tool that can measure changes within the CD9 interactome after cellular challenge, established a mechanism in which CD9 is used as a universal organiser of bacterial adhesion platforms and demonstrated that this process can be stopped using a CD9-derived peptide.

Auteurs: PA Wolverson, I Fernandes Parreira, MO Collins, JG Shaw, LR Green

Dernière mise à jour: 2024-12-14 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.13.628358

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.13.628358.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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