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Rôle principal de jeu de Metallothioneins dans la virulence des neoformans de cryptococcus

Metallothioneins, protéines capables capter des ions en métal, jouent un rôle important dans la virulence des neoformans de cryptococcus, un agent pathogène fongique qui entraîne des infections sévères dans immunodéficitaire et les personnes d'immunocompétent (malades du sida, récepteurs de greffe, etc.) ceci est l'une des conclusions principales de la recherche publiée sur la cellule, l'hôte et le microbe de tourillon, et développé par les chercheurs Sílvia Atrian et Anna Espart, du Service de Génétique et de l'institut de la biomédecine de l'université de Barcelone (IBUB), affiliée avec le campus de l'excellence internationale BKC.

Protéines qui grippent des ions en métal

Découvertes en 1957 par les experts Marghoses et Vallee, metallothioneins (MT) sont des protéines de faible poids moléculaire et riches en cystéine. Grâce à leur structure, ils peuvent gripper des ions en métal et agir en tant que chélateurs - les composés qui captent des métaux pour capter et distribuer les métaux biologiquement intéressants (cuivre, zinc, cadmium, Quicksilver, etc.). MTs sont très hétérogène et polymorphe, et peuvent être trouvés dans n'importe quel type d'organisme (prokaryotes, champignons, centrales, vertébrés, etc.), dans lequel ils facilitent des procédés et l'aide de désintoxication en métal pour moduler de la réaction physiologique de l'organisme contre un manque ou un excès de métaux. 

Le combat contre un champignon opportuniste 

Le tonnelier a une longue histoire comme antimicrobien. Pour capter et éliminer l'excès de tonnelier est un pas en avant important dans le progrès des infections. 

Les études précédentes ont recensé quelques protéines produites par des neoformans de C. en réponse aux concentrations élevées de tonnelier. « Cette recherche neuve indique pour la première fois que ces protéines sont des metallothioneins ; ils jouent un rôle critique dans la virulence et la colonisation de l'agent pathogène », expliquent professeur Sílvia Atrian, chef de l'organisme de recherche consolidé sur Metallothioneins, Metallomics et réseaux de réaction aux métaux (METMET), composés par des experts de l'UB et de l'UAB et identifiés par le gouvernement de la Catalogne. Les experts en chimie bio-inorganique Jordi Espín i Òscar Palacios, du groupe de collaboration dirigé par Mercé Capdevilla (UAB) et membres de METMET, participent également à l'étude, aboutie par Dennis J. Thiele (Duke University, Etats-Unis). 

L'étude montre que l'expression génétique des metallothioneins de neoformans de C. est en activité dans l'infection pulmonaire. Selon le chercheur Anna Espart, « quand le champignon peut infecter des poumons, les cellules de macrophage - et d'autres stratégies de la défense - augmentent des concentrations de tonnelier pour combattre l'infection. Dans un environnement élevé de tonnelier, la synthèse des metallothioneins de neoformans de C. est activée ; ils peuvent capter le tonnelier permettant alors à l'infection d'avancer dans un environnement hostile ».  

En tandem répétitions : une stratégie évolutive couronnée de succès 

Le plus petit MTs, aussi induit par le tonnelier, ont été précédemment trouvés d'autres champignons, tels que le crassa de neurospora et l'agaricus bisporus, des champignons utilisés dans des études de biologie moléculaire. Selon les experts, une des découvertes les plus étonnantes est que des séquences de la TA de neoformans de C. sont lancées par en tandem des répétitions d'un élément qui est très assimilé à celui du neurospora et de l'agaricus, qui peuvent gripper six atomes de tonnelier.

 « MTs qui montrent une structure modulaire assimilée à celle de cryptococcus ont été également recensés dans d'autres agents pathogènes fongiques », professeur Atrian de points culminants. La « caractéristique précise que - il ajoute des neoformans de C. que MTs sont plus long et ont une capacité de liaison particulièrement élevée de tonnelier comparée à d'autres protéines de la TA, peut-être en raison de la pression évolutionnaire d'évoluer par amplification tandem. Ainsi, ce n'est pas une caractéristique d'isolement, mais une stratégie évolutive de certains agents pathogènes pour infecter avec succès différents hôtes, s'échelonnant des centrales aux gens ». L'expert s'assure que cette stratégie évolutive est différente de MTs un à la plupart des organismes multicellulaires, « qui est basé sur tirer plusieurs copies d'un certain gène pour synthétiser des protéines spécialisées dans des rôles biologiques spécifiques ». Par exemple, ceci se produit dans les mammifères, car ils ont quatre isoforms de metallothionein (MT1, MT2, MT3 et MT4).  

La recherche neuve, effectuée avec des souris, prouve que quand MTs ont été modifiés et ne peuvent pas gripper des métaux, l'agent pathogène ne peut pas infecter des cellules hôte. « D'un point de vue thérapeutique, résultats montrez que n'importe quel élément ce qui nuit dans la synthèse de la TA peut éviter le développement d'infection », explique le chercheur Anna Espart. Une meilleure connaissance du mécanisme moléculaire qui empêche la synthèse des protéines et inactive la virulence d'agent pathogène ouvrent des horizons neufs dans la recherche internationale sur les outils pharmacologiques et thérapeutiques neufs contre la cryptococcose. 

L'organisme de recherche consolidé sur Metallothioneins, Metallomics et réseaux de réaction aux métaux effectue une recherche distinguée sur des metallothioneins. Ses lignes de recherches sont basées sur le structure-fonctionnement de rapport, l'évolution et les applications biotechnologiques de ces protéines, et la réaction physiologique des organismes contre des concentrations en métal.