Les bactéries intestinales pour du sang universel
En janvier, de violentes tempêtes ont provoqué des urgences médicales le long de la côte Est des États-Unis, incitant la Croix-Rouge à lancer un appel urgent pour des dons de sang. L’approvisionnement en sang de la nation avait particulièrement besoin de sang de type O pouvant être administré universellement en cas d’urgence.
Produire du sans universel par des enzymes
Maintenant, les scientifiques disent qu’ils ont identifié des enzymes – provenant de l’intestin humain – qui peuvent transformer le sang de type A et B en O, jusqu’à 30 fois plus efficacement que les enzymes précédemment étudiées.
Les chercheurs présenteront leurs résultats aujourd’hui lors de la 256ème réunion nationale et exposition de l’American Chemical Society (ACS). ACS, la plus grande société scientifique du monde, tiendra sa réunion jusqu’à jeudi. Il proposera plus de 10 000 présentations sur un large éventail de sujets scientifiques.
Trouver de bons candidats
« Nous avons été particulièrement intéressés par les enzymes qui nous permettent d’éliminer les antigènes A ou B des globules rouges », explique Stephen Withers, Ph.D. « Si vous pouvez retirer ces antigènes, qui ne sont que des sucres simples, vous pouvez convertir le sang de type A ou B en sang de type O ». Il explique que les scientifiques ont poursuivi l’idée d’ajuster le sang des donneurs à un type commun pendant un certain temps, mais ils devaient encore trouver des enzymes efficaces qui soient sûres et économiques.
Afin d’évaluer plus rapidement les candidats potentiels, Withers a collaboré avec un collègue de son établissement, l’Université de la Colombie-Britannique (UBC), qui utilise la métagénomique pour étudier l’écologie. « Avec la métagénomique, vous prenez tous les organismes d’un environnement et extrayez la somme totale de l’ADN de ces organismes tous mélangés », explique Withers.
Le fait de lancer un tel réseau permet à l’équipe de Withers d’échantillonner les gènes de millions de micro-organismes sans avoir besoin de cultures individuelles. Les chercheurs utilisent ensuite E. coli pour sélectionner des gènes contenant de l’ADN codant pour des enzymes capables de cliver les résidus de sucre.
Ainsi, au lieu d’utiliser la métagénomique comme moyen d’apprendre l’écologie microbienne, Withers l’utilise pour découvrir de nouveaux biocatalyseurs. « C’est une manière de sortir cette information génétique de l’environnement et de la placer dans le laboratoire, puis de rechercher l’activité qui nous intéresse », dit-il.
Des enzymes candidates dans le microbiome humain
L’équipe de Withers a étudié l’échantillonnage d’ADN de moustiques et de sangsues, les types d’organismes qui dégradent le sang, mais a finalement trouvé des enzymes candidates efficaces dans le microbiome intestinal humain. Les protéines glycosylées appelées mucines tapissent la paroi de l’intestin, fournissant des sucres qui servent de points d’attache aux bactéries intestinales tout en les nourrissant lorsqu’elles aident à la digestion.
Certains des sucres de la mucine ont une structure similaire à celle des antigènes du sang de type A et B. Les chercheurs se sont intéressés à ces enzymes que les bactéries utilisent pour extraire les sucres de la mucine et ont trouvé une nouvelle famille d’enzymes 30 fois plus efficaces pour éliminer les antigènes des globules rouges que les tous les autres candidats déjà testés.
Withers travaille actuellement avec des collègues du Centre for Blood Research à UBC pour valider ces enzymes et les tester à plus grande échelle pour éventuellement passer aux essais cliniques. En outre, il prévoit d’effectuer une évolution dirigée; une technique d’ingénierie des protéines qui simule l’évolution naturelle, dans le but de créer une enzyme éliminant ce sucre encore plus efficacement.
Une meilleure compréhension de la relation des humains avec les microbes
Une meilleure compréhension de ces enzymes bactériennes pourrait également éclairer la relation complexe entre les humains et les microbes qui vivent dans notre corps. En réalité, les scientifiques ne comprennent toujours pas la raison d’être de la présence de ces antigènes sur les cellules sanguines, et encore moins sur la paroi de nos intestins.
Mais les bactéries sont au courant de ces connaissances depuis des millénaires – et ont évolué pour en tirer parti, explique Katharine Ng, qui étudie le microbiome intestinal à l’université de Stanford, et en apprendre davantage sur ces microbes pourrait répondre aux questions que les humains ne se sont pas encore posé.
Un grand pas en avant
« Je suis optimiste sur le fait que nous avons un candidat très intéressant pour adapter le sang donné à un type commun », a déclaré Withers. « Bien sûr, il faudra parcourir de nombreuses pistes cliniques pour s’assurer qu’elle n’a pas de conséquences négatives, mais elle semble très prometteuse. C’est toujours surprenant quand les choses marchent bien », dit-il en riant. « Cela vous donne l’espoir que vous avez fait un grand bond en avant.
Source : Smithsonian