Déchiffrage du génome de la bactérie {Clostridium botulinum}

Une équipe de scientifiques de l’Université de Nottingham a publié la séquence du génome de Clostridium botulinum (C. botulinum), bactérie la plus létale connue à l’heure actuelle : deux petits kilos de cette toxine suffiraient à faire périr l’ensemble de la population de la planète. De façon intéressante cependant, en toutes petites quantités, cette même toxine est utilisée à des fins thérapeutiques, en particulier dans des traitements connus sous le nom de botox.

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Clostridium botulinum marqué au violet de gentiane
Source : Centers for Disease Control and Prevention, part of the United States Department of Health and Human Services.

La séquence du génome publié montre qu’il existe de grandes différences entre les individus d’une même espèce. C. botulinum, par exemple, possède un génome d’une grande stabilité et ne possède pas les outils raffinés lui permettant d’échapper aux défenses du corps humain ou de s’adapter pour résister aux antibiotiques, comme c’est la cas de C. difficile dont 10 % du génome dérive de recombinaisons obtenues à partir d’autres organismes bactériens. Il existe plusieurs types de C. botulinum, tous variants d’une même espèce mais très différents les uns des autres : seuls 16 % des gènes sont communs aux cinq organismes de cette famille et la seule caractéristique les reliant les uns aux autres est la présence de la toxine mortelle. C. Sporogenes, quant à elle, jumelle de l’organisme séquencé, reste bénigne.

La séquence génomique montre également que C. botulinum, contrairement aux autres bactéries de cette même famille, se trouve sous deux formes : inactive en spore dormante ou active, auquel cas elle se nourrit de matériel organisme animal en décomposition dans les sols. En aucun cas elle n’interagit avec l’Homme ou des hôtes animaux de grande taille sur de longues périodes. Occasionnellement elle pénètre l’organisme vivant par l’intermédiaire de nourriture ou de blessures infectées conduisant alors à des cas de botulisme qui sont des infections sérieuses. Si l’hôte décède de cette infection, C. botulinum a alors une nouvelle source de nourriture. La force de C. botulinum est probablement sa capacité à passer d’un état d’attaque à un état de dormance.

Isolée en 1896, C. botulinum est une bactérie Gram-positive en forme de bâton, trouvée dans les sols et qui croît en conditions de faibles concentrations d’oxygène. Elles forment des spores qui lui permettent de survivre dans un état inactif de dormance jusqu’à l’apparition de conditions favorables de croissance.

C. botulinum paralyse les muscles, une qualité exploitée dans les traitements de botox, pour traiter des douleurs faciales causées par la névralgie faciale et réduire de façon temporaire les rides.

Chez C. botulinum, plus de 110 gènes sur un total de 3 700 sont utilisés pour contrôler la formation et la germination des spores dès que l’opportunité se présente. On retrouve également dans le génome de nombreux gènes dont la fonction est de produire des enzymes capables de digérer des protéines et autres matériels organiques animaux dans les sols. En outre, cette étude a permis d’observer pour la première fois l’existence d’une série de gènes permettant d’attaquer des insectes et autres créatures vivant dans les sols. Par exemple, les enzymes « chitinases » peuvent dégrader la carapace d’insectes et de petits crustacés. Par ailleurs, C. botulinum réduit la compétition pour la nourriture en tuant d’autres bactéries.

La publication de cette séquence montre le large éventail de possibilités mises en œuvre par ces organismes pour accroître leurs chances de survie, depuis les interactions à long terme entre C. difficile et son hôte, nécessitant une machinerie capable de tromper le système immunitaire de l’hôte et contrer les antibiotiques jusqu’à l’approche opportuniste de C. botulinum.


Source : Université de Nottingham, Press releases, 23/06/07, www.nottingham.ac.uk

publié le 17/11/2008

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