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# Biologie# Microbiologie

L'impact de Pasteurella multocida sur la santé du bétail

Enquête sur le rôle de PmSLP-1 dans les infections du bétail et l'évasion immunitaire.

Trevor F Moraes, Q. H. Nguyen, C. H. R. Lai, M. J. Norris, D. Ng, M. Shah, C. C.-L. Lai, D. E. Isenman

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Table des matières

Pasteurella multocida est un type de bactérie qui peut nuire à divers animaux, surtout les animaux de ferme comme le bétail. Ce germe se trouve généralement dans les voies respiratoires supérieures de ces animaux et y vit sans causer de problèmes. Mais quand les animaux sont stressés, cette bactérie peut devenir nuisible et entraîner des maladies graves, comme la pneumonie. En fait, on estime qu'environ la moitié des morts de bétail chaque année en Amérique du Nord sont dues à des pneumonies liées à Pasteurella multocida.

En plus de la pneumonie, certaines souches de cette bactérie peuvent provoquer une maladie grave appelée septicémie hémorragique, ce qui cause d'importantes pertes financières dans l'industrie du bétail. En raison de la rapidité avec laquelle les infections se développent, les animaux meurent souvent quelques jours après l'apparition des symptômes. Le mécanisme exact par lequel cette bactérie provoque des infections n'est pas encore complètement compris, mais il a été prouvé qu'elle se propage dans tout le corps, touchant différents organes.

Comment le corps se défend : Le système du complément

Un élément clé de la défense du corps contre les germes est le système du complément. Ce système aide à éliminer rapidement les germes envahissants. Quand le système du complément est activé, des protéines particulières se fixent sur la surface des germes envahissants, les marquant pour destruction. Ces protéines signalent aux cellules du système immunitaire de détruire les germes.

Cependant, le corps a des protéines régulatrices qui aident à prévenir les dommages à ses cellules saines. Ces protéines régulatrices s'assurent que le système du complément ne cible que les envahisseurs nuisibles et pas les cellules de l'hôte. Les bactéries comme Pasteurella multocida ont appris à éviter d'être tuées par le système du complément. Elles le font en attirant ces régulateurs protecteurs sur leur surface, ce qui les aide à échapper à la détection.

Mécanisme d'évasion immunitaire par les bactéries

Certaines bactéries nuisibles, comme Neisseria meningitidis et Staphylococcus aureus, peuvent recruter ces protéines régulatrices à leur surface. Cela leur permet d'empêcher le système du complément de fonctionner efficacement. Elles se lient souvent à la protéine facteur H et à la protéine de liaison C4b, qui sont toutes deux importantes pour réguler l'activité du complément.

La relation entre ces bactéries et les protéines régulatrices est essentielle à leur survie. Par exemple, la liaison du facteur H à la bactérie lui permet de couper les protéines qui signaleraient normalement sa destruction. En faisant cela, ces bactéries se protègent et garantissent leur survie dans un environnement hostile.

Pasteurella multocida et ses protéines uniques

Dans des recherches, les scientifiques ont découvert que Pasteurella multocida avait aussi une stratégie protectrice similaire. Ils ont trouvé une protéine à la surface de cette bactérie appelée PmSLP, qui peut interagir avec la protéine régulatrice du complément de l'hôte, le facteur I. Cette interaction aide Pasteurella multocida à se protéger de l'attaque du système immunitaire.

Les chercheurs ont identifié différentes versions de PmSLP, connues sous le nom de variantes, qui varient parmi les souches de Pasteurella multocida. Chaque variante peut avoir des structures légèrement différentes, entraînant différentes manières d'interagir avec le système immunitaire. Quand ces protéines ont été étudiées, il a été constaté qu'elles provoquaient de fortes réponses immunitaires chez le bétail, ce qui signifie qu'elles pourraient potentiellement être utilisées pour développer des vaccins.

Le rôle de PmSLP-1 dans les infections

Une variante spécifique, appelée PmSLP-1, est particulièrement répandue dans les souches qui causent des maladies respiratoires chez le bétail. Des études ont montré que PmSLP-1 non seulement se lie au facteur I bovin mais aide aussi le facteur I à traiter d'autres protéines immunitaires, ce qui favorise leur dégradation. Cela signifie que PmSLP-1 joue un rôle vital pour aider les bactéries à échapper au système du complément.

Quand les chercheurs ont examiné de plus près, ils ont découvert que PmSLP-1 a des caractéristiques uniques qui l'aident à se lier efficacement au facteur I. Ils ont utilisé l'analyse de la structure cristalline pour examiner comment PmSLP-1 et le facteur I interagissent à un niveau moléculaire. Cette vue claire a offert des aperçus sur comment PmSLP-1 se fixe étroitement au facteur I, lui permettant d'influencer la réponse immunitaire.

Découvertes de recherche sur PmSLP-1 et facteur I

Les études révèlent que PmSLP-1 peut former un complexe avec le facteur I de manière stable. Cela était significatif car cela montrait comment PmSLP-1 soutient le facteur I pour décomposer d'autres molécules immunitaires comme C3b et C4b. Grâce à ces actions, PmSLP-1 permet aux bactéries d'échapper à la destruction par le système immunitaire.

En outre, les chercheurs ont testé à quel point PmSLP-1 pouvait interagir avec le facteur I provenant de différents types d'animaux. Ils ont découvert que PmSLP-1 se lie non seulement bien avec le facteur I bovin mais a aussi des interactions similaires avec le facteur I provenant des moutons et des chèvres. Cette capacité de liaison large indique que des bactéries comme Pasteurella multocida peuvent échapper à divers systèmes immunitaires, ce qui en fait une menace sérieuse pour plusieurs espèces animales.

L'importance de PmSLP-1 dans la résistance bactérienne

Des études ont montré que lorsque PmSLP-1 était présent à la surface d'E. coli, une bactérie commune souvent étudiée en laboratoire, cela rendait cette bactérie résistante au sérum qui tue normalement les bactéries. Cela signifie que la simple présence de PmSLP-1 était suffisante pour fournir une protection contre la réponse immunitaire, soulignant son rôle en tant que facteur de virulence.

La capacité de PmSLP-1 à aider le facteur I à cliver C3b et C4b met en lumière son importance dans l'évasion immunitaire. L'élimination efficace de ces deux protéines immunitaires aide les bactéries à éviter d'être ciblées par le système immunitaire. Cette capacité à survivre et à se multiplier en présence des défenses immunitaires explique la gravité des infections causées par Pasteurella multocida chez le bétail et peut-être d'autres animaux.

Directions futures dans la recherche et développement de vaccins

Étant donné les résultats concernant PmSLP-1 et sa fonction, les chercheurs s'intéressent à explorer comment cette protéine peut être utilisée dans des vaccins pour protéger le bétail et potentiellement d'autres bétail d'infections causées par Pasteurella multocida. Comprendre les structures et les interactions de PmSLP-1 ouvre des possibilités pour concevoir des vaccins efficaces qui peuvent stimuler des réponses immunitaires protectrices chez les animaux.

De plus, les informations obtenues en étudiant PmSLP-1 pourraient ouvrir la voie à l'exploration d'autres stratégies d'évasion immunitaire utilisées par cette bactérie et des agents pathogènes connexes. Cela pourrait conduire à une meilleure compréhension de la manière de combattre non seulement Pasteurella multocida mais d'autres bactéries zoonotiques qui constituent des menaces pour la santé animale et humaine.

Conclusion

En résumé, Pasteurella multocida est un pathogène important dans l'industrie du bétail, en particulier chez les bovins. Comprendre ses mécanismes d'évasion immunitaire, surtout à travers les actions de protéines comme PmSLP-1, souligne la lutte continue entre les bactéries et le système immunitaire. Les découvertes de cette recherche pourraient mener à de nouvelles stratégies pour combattre les infections et concevoir des vaccins efficaces pour protéger les animaux contre les maladies causées par cette bactérie nuisible. À mesure que nous approfondissons notre compréhension de ces interactions, l'espoir est d'améliorer la santé du bétail et d'atténuer l'impact économique de telles infections.

Source originale

Titre: A surface lipoprotein on Pasteurella multocida binds complement factor I to promote immune evasion.

Résumé: Pasteurella multocida is the leading cause of wound infections in humans following animals bites or scratches. This bacterium is also commonly found in the respiratory tract of many mammals and can cause serious diseases resulting in the brutal rapid death of infected animals, especially cattle. To prevent these infections in cattle, a subunit-based vaccine utilizing the surface lipoprotein PmSLP was developed and showed remarkable protection with a single dose administration. Here, we report that PmSLP binds host complement factor I (FI) and facilitates cleavage of complement components C3b and C4b independently of any cofactors (e.g FH, C4BP), thereby allowing the pathogen to evade host defence. Cryo-EM structure of PmSLP bound to FI reveals that PmSLP stimulates FI enzymatic activity by stabilizing the catalytic domain. This is the first time that a bacterial protein has been shown to directly activate FI independent of complement cofactors and target all arms of the complement cascade.

Auteurs: Trevor F Moraes, Q. H. Nguyen, C. H. R. Lai, M. J. Norris, D. Ng, M. Shah, C. C.-L. Lai, D. E. Isenman

Dernière mise à jour: 2024-10-21 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.21.619360

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.21.619360.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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