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BafA stimule la production de nouveaux vaisseaux sanguins

Auteur: Université de la santé Fujita, Japon(je) : Contact: fujita-hu.ac.jp/en/index.html

Publiée: 2020-07-22

Synopsis et points clés:

L'étude fournit un aperçu de la protéine BafA qui peut être utilisée en médecine régénérative pour remplacer ou régénérer des parties perdues ou endommagées du corps.

Ces résultats fournissent des informations précieuses sur les mécanismes par lesquels les bactéries infectieuses peuvent produire des lésions chez leurs hôtes.

D'autres expériences avec des cellules endothéliales humaines dans des boîtes de Pétri ont indiqué que BafA a activé les récepteurs de surface cellulaire qui reconnaissent le VEGF.

Résumé principal

Étude publiée dans Communications de la nature fournit un aperçu d'une protéine appelée BafA qui stimule la production de nouveaux vaisseaux sanguins qui soutiennent les lésions bactériennes. Cette découverte peut aider à développer de nouvelles méthodes de diagnostic et de traitement de la bartonellose, et le BafA peut encore être utilisé en médecine régénérative pour remplacer ou régénérer les parties perdues ou endommagées du corps.

Lésion funeste

Comment une bactérie parasite induit la formation de vaisseaux sanguins pour provoquer des lésions

Les scientifiques ont un aperçu de la façon dont les bactéries pathogènes du genre Bartonella provoquent des lésions dans le corps humain, ouvrant de nouvelles voies en médecine moderne

Une équipe de recherche de l'Université de la santé Fujita, au Japon, a découvert que les bactéries du genre Bartonella libéraient une protéine – qu'elles ont appelée BafA – qui stimule la production de nouveaux vaisseaux sanguins qui supportent les lésions bactériennes. Cette découverte peut aider les scientifiques à développer de nouvelles méthodes pour diagnostiquer et traiter ces infections.

Les bactéries du genre Bartonella sont des parasites qui peuvent être transmis à l'homme par des piqûres d'insectes et des égratignures d'animaux, entraînant une infection connue sous le nom de «bartonellose».

La maladie des griffes du chat et la fièvre des tranchées sont des formes de bartonellose causées par différentes espèces de Bartonella infectant les humains. La bactérie Bartonella peut provoquer l'apparition de lésions dans la peau et les organes internes. Pour se doter d'un habitat sûr, les bactéries provoquent l'augmentation du nombre de cellules «endothéliales vasculaires» (cellules qui tapissent l'intérieur des vaisseaux sanguins), qui se cachent du système immunitaire de l'hôte et stimulent la création de nouveaux vaisseaux sanguins , par un processus appelé «angiogenèse».

Des études antérieures sur Bartonella henselae (B. henselae en abrégé), la bactérie responsable de la maladie des griffes du chat, ont montré qu'elle peut directement «injecter» des protéines qui inhibent la mort cellulaire programmée (apoptose) dans les cellules endothéliales. Cependant, B. henselae peut également favoriser l'angiogenèse sans entrer en contact direct avec les cellules endothéliales, ce qui implique que la bactérie peut sécréter une substance bioactive qui assume le devoir de relancer l'angiogenèse.

Dans une nouvelle étude publiée dans Communications de la nature, une équipe de scientifiques dirigée par le professeur assistant principal Kentaro Tsukamoto et le professeur Yohei Doi de l'Université de la santé de Fujita, au Japon, ont identifié que cette substance bioactive est en fait une protéine. Ils ont également nommé cette protéine en tant que facteur angiogénique Bartonella A, ou «BafA» pour faire court. Il s'agit du tout premier rapport d'une protéine de type facteur de croissance endothéliale vasculaire (VEGF en abrégé) produite par des bactéries.

Figure 1. Cette étude identifie le mécanisme moléculaire par lequel la bactérie Bartonella provoque l'apparition de lésions sur le corps d'un patient. Photo courtoisie: Kentaro Tsukamoto
Figure 1. Cette étude identifie le mécanisme moléculaire par lequel la bactérie Bartonella provoque l'apparition de lésions sur le corps d'un patient. Photo courtoisie: Kentaro Tsukamoto

Les scientifiques ont commencé leur projet en introduisant B. henselae dans des cellules endothéliales humaines dans des boîtes de Pétri et ont observé que les bactéries provoquaient la multiplication des cellules endothéliales.

Pour identifier les gènes qui confèrent à B. henselae cette capacité, les chercheurs ont commencé à induire des mutations aléatoires dans l'ADN de la bactérie et à voir si les bactéries mutées pouvaient encore faire se multiplier les cellules endothéliales.

Grâce à ces expériences, les scientifiques ont déterminé que B. henselae ne peut stimuler l'angiogenèse dans les cellules endothéliales humaines que s'il possède une copie fonctionnelle du gène qui «code» ou guide la synthèse de la protéine BafA. Ils ont également observé que l'exposition des cellules endothéliales humaines à la protéine BafA isolée provoquait la multiplication des cellules.

Ensuite, pour confirmer que BafA stimule l'angiogenèse, les scientifiques ont extrait des échantillons d'un vaisseau sanguin majeur appelé l'aorte de souris et ont placé les échantillons dans des gels contenant ou non du BafA. Comme on peut le voir sur l'image ci-dessous, les échantillons d'aorte qui n'ont pas été exposés au BafA n'ont pas fait germer de nouveaux vaisseaux sanguins, mais les échantillons d'aorte qui ont été exposés au BafA ont développé des vaisseaux qui se sont étendus dans le gel. Les scientifiques ont également découvert que la mise en place chirurgicale d'un bouchon de gel contenant du BafA dans des souris vivantes entraînait la croissance des vaisseaux sanguins du tissu environnant dans le gel.

Figure 2. Les tissus de l'aorte qui n'ont pas été exposés au BafA (à gauche) n'ont pas fait germer de nouveaux vaisseaux, contrairement aux tissus de l'aorte exposés au BafA (à droite). Photo courtoisie: Kentaro Tsukamoto
Figure 2. Les tissus de l'aorte qui n'ont pas été exposés au BafA (à gauche) n'ont pas fait germer de nouveaux vaisseaux, contrairement aux tissus de l'aorte exposés au BafA (à droite). Photo courtoisie: Kentaro Tsukamoto

D'autres expériences avec des cellules endothéliales humaines dans des boîtes de Pétri ont indiqué que BafA a activé les récepteurs de surface cellulaire qui reconnaissent le VEGF.

En se liant à ces récepteurs, le BafA a déclenché l'activation d'un processus à l'intérieur des cellules, impliquant des protéines appelées protéine kinase activée par les mitogènes (MAPK) et kinases extracellulaires régulées par le signal (ERK). La voie MAPK / ERK joue un rôle important dans la multiplication des cellules endothéliales et l'angiogenèse.

«Dans la dernière série d'expériences, nous avons réalisé des études similaires sur une bactérie apparentée appelée Bartonella quintana, la bactérie qui cause la fièvre des tranchées, et nous avons constaté qu'elle produit sa propre version de BafA qui provoque également la multiplication des cellules endothéliales humaines», explique le Dr Tsukamoto.

Ces résultats fournissent des informations précieuses sur les mécanismes par lesquels les bactéries infectieuses peuvent produire des lésions chez leurs hôtes. «Nous pensons que les protéines BafA peuvent être utilisées comme outils pour étudier l'angiogenèse, et nous considérons également les avantages médicaux potentiels», rapporte le professeur Doi. "Plus important encore", précise-t-il, "BafA est une cible potentielle pour le développement de stratégies diagnostiques et thérapeutiques pour la bartonellose."

Les scientifiques pensent également que les protéines BafA pourraient être utilisées en médecine régénérative, qui est une branche hautement spécialisée de la médecine qui traite du remplacement ou de la régénération des parties perdues ou endommagées du corps. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour confirmer les découvertes des scientifiques, mais il va sans dire que les protéines BafA seront certainement d'un immense intérêt pour la communauté scientifique.

Dr Yohei Doi de l'Université de la santé Fujita

Yohei Doi, M.D., Ph.D., est professeur aux départements de microbiologie et des maladies infectieuses de la Fujita Health University School of Medicine et directeur du Center for Innovative Antimicrobial Therapy de l'Université de Pittsburgh. Il est l'auteur de 226 publications et a siégé au comité de rédaction de plusieurs revues. Il dirige un essai clinique du médicament antigrippal «Avigan» (favipiravir) comme traitement potentiel du COVID-19 à l'Université de la santé Fujita.

Dr Kentaro Tsukamoto de l'Université de la santé Fujita

Kentaro Tsukamoto, D.V.M., Ph.D., est professeur adjoint principal au département de microbiologie de l'école de médecine de l'Université Fujita Health. Il est l'auteur de 24 publications. Ses domaines d'intérêt de recherche incluent la bactériologie et l'interaction hôte-pathogène.

Université de la santé Fujita

Fujita Health University est une université privée située à Toyoake, Aichi, Japon. Il a été fondé en 1964 et abrite l'un des plus grands hôpitaux universitaires universitaires du Japon en termes de nombre de lits. Avec plus de 900 membres du corps professoral, l'université s'engage à offrir diverses opportunités académiques aux étudiants du monde entier. Fujita Health University a été classée huitième parmi toutes les universités et deuxième parmi toutes les universités privées du Japon dans le classement mondial des universités 2020 Times Higher Education (THE). THE University Impact Rankings 2019 a visualisé les initiatives universitaires pour les objectifs de développement durable (ODD). Pour l'ODD «bonne santé et bien-être», l'Université de la santé de Fujita s'est classée deuxième parmi toutes les universités et numéro un parmi les universités privées au Japon. L'université sera également la première université japonaise à accueillir le «Sommet des universités d'Asie» en juin 2021. La philosophie fondatrice de l'université est «Notre créativité pour le peuple (DOKUSOU-ICHIRI)», ce qui reflète la conviction que, comme pour l'université Anciens et anciens élèves, les étudiants actuels ouvrent également leur avenir en tirant parti de leur créativité. https://www.fujita-hu.ac.jp/en/index.html

Informations sur le financement

Ce travail a été soutenu par le numéro de subvention JSPS KAKENHI JP19K07548 (KT), le programme soutenu par le MEXT pour la Fondation de recherche stratégique dans les universités privées du ministère de l'Éducation, de la Culture, des Sports, des Sciences et de la Technologie du Japon (H.Kurahashi), et le Subvention pour un projet de recherche commun de l'Institut de recherche sur les maladies microbiennes, Université d'Osaka (KT).

Référence

Titre de l'article original: L'autotransporteur Bartonella BafA active la voie VEGF de l'hôte pour conduire l'angiogenèse

Journal: Communications de la nature

DOI: 10.1038 / s41467-020-17391-2

(je)Source / Référence: Fujita Health University, Japon. Disabled World ne donne aucune garantie ou représentation à cet égard. Le contenu peut avoir été modifié pour son style, sa clarté ou sa longueur.

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