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Comment une bactérie module sans effort sa résistance à un antibiotique

par Webmaster - publié le

Un nombre sans cesse accru de souches de bactéries entérocoques sont capables de résister à la vancomycine, antibiotique puissant utilisé pour lutter contre ce type de germes. Vincent Méjean à l’Institut de microbiologie de la Méditerranée, en collaboration avec deux chercheurs de l’Institut Pasteur, montre que l’induction des gènes de résistance du type VanG est proportionnelle à la concentration en antibiotique et résulte de l’action antagoniste d’un activateur et d’un répresseur inconnu à ce jour. Cette étude est publiée dans la revue PLos Genetics.

La vancomycine est un antibiotique puissant, souvent utilisé en dernier recours lors d’infections à entérocoques. Malheureusement, de nombreux entérocoques sont maintenant capables de résister à cet antibiotique en substituant les briques élémentaires de la paroi (D-Ala-D-Ala), cibles de la vancomycine, par de nouvelles briques élémentaires (D-Ala-D-Ser ou D-Ala-D-Lac). La résistance nécessite donc à la fois la production de nouvelles briques élémentaires, mais également l’élimination des briques normales. En conséquence, et vu le coût biologique élevé de ce mécanisme, l’expression des gènes de résistance est régulée proportionnellement à la concentration en antibiotique.

Vincent Méjean et ses collègues montrent que, dans le cas des bactéries résistantes de type VanG, la modulation de l’induction du système de résistance résulte de l’action antagoniste d’un activateur (VanR) et d’un nouveau répresseur (VanU) qu’ils caractérisent dans cette étude. Le répresseur permet d’éteindre le système en absence d’antibiotique et d’obtenir un faible niveau d’induction à basse concentration en antibiotique. Lorsque la concentration en antibiotique augmente, la majorité des molécules de régulateur VanR est phosphorylée par une protéine senseur (VanS), et VanR-P déplace alors le répresseur, permettant ainsi une forte induction des gènes de résistance. En absence de VanU, l’induction est maximale quelle que soit la concentration en antibiotique. Le répresseur VanU permet donc de moduler le niveau d’induction des gènes van et ainsi de réduire considérablement le coût biologique du système de résistance. Ce résultat révèle ainsi une nouvelle stratégie de régulation de la résistance à la vancomycine.

Sur un plan plus général, ces résultats démontrent qu’un activateur et un répresseur qui, séparément, fonctionnent sur un mode on/off (actif/inactif), peuvent ensemble conduire à une régulation de type rhéostat avec une régulation modulable proportionnellement à la concentration en inducteur.

Figure : Mécanisme de régulation des gènes de résistance à la vancomycine de type VanG. U correspond au répresseur VanU, R à l’activateur VanR. P indique le niveau de phosphorylation de VanR. +++ symbolise une forte concentration en vancomycine. La flèche coudée symbolise le site de démarrage de la transcription. © Vincent Méjean

En savoir plus : Competition between VanUG Repressor and VanRG Activator Leads to Rheostatic Control of vanG Vancomycin Resistance Operon Expression. Depardieu F, Mejean V, Courvalin P.
PLoS Genet. 2015 Apr 21 ;11(4):e1005170. doi : 10.1371/journal.pgen.1005170.

Contact chercheur : Vincent Méjean

Bioénergétique et ingénierie des protéines
CNRS UMR7281 et Université Aix-Marseille
Institut de microbiologie de la Méditerranée
31 Chemin Joseph Aiguier
13402 MARSEILLE CEDEX 20