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Pour se faufiler dans une petite galerie, la forme longiligne du ver de terre est idéale. Aussi, l'évolution a-t-elle façonné les formes des êtres vivants selon les avantages que celles-ci leur procurent. À une échelle microscopique, les diverses formes des bactéries contribuent-elles également à leur survie? Une bactérie sphérique (coque) a-t-elle plus de chances d'infecter son hôte que sa voisine en bâtonnet (bacille)?
L'étude de l'évolution de bactéries pathogènes nichant dans le rhinopharynx propose qu'en effet leur forme s'est modifiée au fil du temps, passant du bacille au coque. Dans un article publié dans la revue PLOS Genetics, le professeur Frédéric Veyrier, du Centre INRS-Institut Armand-Frappier, et ses collègues montrent que ce changement pourrait être survenu afin que ces bactéries échappent mieux au système immunitaire de leur hôte.
Les infections respiratoires, au troisième rang des causes mondiales de décès, font l'objet d'une surveillance constante de la part des autorités de santé publique. Les pathogènes qui en sont responsables ont évolué de façon à déjouer les défenses immunitaires. Très bien adaptées à la niche écologique des fosses nasales, Neisseria meningitidis et Moraxella catharralis causent des infections parfois graves chez l'humain. Une analyse de la génétique de leurs ancêtres a permis d'identifier un gène clé, yacF, en absence duquel la forme de ces bactéries peut évoluer. Les N. meningitidis et M. catharralis qu'on retrouve aujourd'hui chez l'humain sont sphériques et exemptes de yacF.
En passant de la forme en bâtonnet à la forme sphérique, la composition de certaines molécules présentes à la surface des bactéries a subi une transformation. Ces molécules, les peptidoglycans, ont un rôle important dans la reconnaissance des bactéries par le système immunitaire.
« On a longtemps cru que la forme des bactéries était une caractéristique fixe, remarque le professeur Veyrier. On l'utilise entre autres pour classifier les bactéries. Il subsiste toujours un mystère sur la façon dont les différentes espèces régulent leur forme. Cette recherche démontre que l'environnement dans lequel les bactéries évoluent a un impact sur leur morphologie. Il s'agit de résultats enthousiasmants puisqu'on identifie le même changement chez deux espèces différentes et donc son impact pourrait être central dans l'adaptation spécifique de ces pathogènes au rhinopharynx humain. »
En poussant la compréhension de l'évolution des bactéries, les chercheurs espèrent concevoir de nouvelles stratégies pour éviter les infections sévères. Des outils de prévention et de traitement pourraient découler des connaissances sur ces microbes qui changent de forme au fil des générations.
À propos de la publication
Cette recherche a été réalisée par Frédéric Veyrier, Nicolas Biais, Pablo Morales, Nouria Belkacem, Cyril Guilhen, Sylvia Ranjeva, Odile Sismeiro, Gérard Péhau-Arnaudet, Eduardo Rocha, Catherine Werts, Muhamed-Kheir Taha, Ivo Gomperts Boneca. Les résultats publiés sous le titre « Common Cell Shape Evolution of Two Nasopharyngeal Pathogens » sont parus le 10 juillet 2015 dans la revue PLOS Genetics (DOI : journal.pgen.1005338). Cette recherche a bénéficié du soutien financier de l'INRS-Institut Armand Frappier, de l'ERA-NET PathoGenomics et de l'ERC.
Journal
PLoS Genetics