Cependant, des travaux récents des laboratoires Ackley et Chandler du département des biosciences moléculaires de l’Université du Kansas vont à l’encontre de cette idée, suggérant plutôt qu’un pH plus faible dans le tube digestif pourrait rendre certains pathogènes bactériens encore plus nocifs.
Leurs résultats, publiés dans la revue à comité de lecture PLOS Pathogens, pourraient avoir des implications pour faire face à la crise de la résistance aux antibiotiques dans les infections bactériennes dans le monde.
L’enquête a été réalisée à l’aide de petits organismes mangeurs de bactéries appelés Caenorhabditis elegans.
« Ces animaux vermiformes sont transparents, nous pouvons donc observer les choses qui se passent à l’intérieur d’eux assez facilement », a déclaré le coauteur Brian Ackley, professeur associé de biosciences moléculaires à KU. « En utilisant des produits chimiques sensibles au pH développés à la KU, appelés Kansas Reds, nous avons pu surveiller le pH à l’intérieur du système digestif et observer ce qui se passe lorsqu’ils mangent des bactéries nocives, par rapport aux bactéries non nocives. »
Selon les chercheurs de la KU, dans des conditions normales, lorsqu’ils se nourrissent de bactéries saines, les tubes digestifs de C. elegans sont modérément acides par rapport aux estomacs humains. Mais les estomacs de ces espèces modèles présentent également des différences régionales au sein du tube digestif. Lorsqu’ils ingèrent des agents pathogènes, ils neutralisent l’environnement acide.
Cette observation suggère que les animaux peuvent discriminer entre les bonnes et les mauvaises bactéries, et que les bactéries nocives incitent un tube digestif moins acide chez C. elegans — un résultat qui va à l’encontre de ce que l’on pourrait attendre si l’environnement acide était généré pour tuer les bactéries.
Pour tester cela, les chercheurs ont utilisé des animaux présentant des mutations dans les gènes qui aident à réguler le pH de leur tube digestif.
« Lorsque les animaux avaient un système digestif plus acide, ils étaient plus susceptibles d’être affectés par des bactéries pathogènes — encore une fois à l’encontre de ce que l’on pourrait deviner si l’acidité était utile pour tuer les bugs nocifs qui pourraient se faufiler dans le corps avec la nourriture », a déclaré Ackley. « Nos équipes de laboratoire ont pu montrer que l’effet sur les animaux était spécifiquement dû au pH en ajoutant une base pour tamponner le tube digestif. Nous avons utilisé du bicarbonate, le même agent que notre corps utilise pour neutraliser le contenu de l’estomac lorsqu’il passe dans nos intestins. La neutralisation du pH chez les animaux mutants a inversé l’infection accélérée par les bactéries pathogènes. »
Le chercheur de la KU a déclaré que différentes espèces réagissent différemment lorsque leur corps détecte des bactéries pathogènes – mais certaines réactions biologiques sont communes à de nombreux animaux.
« Une réponse générale implique la création de produits chimiques, comme le peroxyde d’hydrogène ou l’acide hypochloreux – alias l’eau de Javel – à proximité des bactéries, puis le fait que des cellules immunitaires spécialisées mangent les bactéries mourantes », a déclaré Ackley. « Pour assurer la sécurité de notre organisme, le système immunitaire ne déploie ces défenses que lorsqu’il est sûr d’être envahi. Le travail chez C. elegans peut suggérer une façon pour le corps d’avoir ces défenses prêtes à intervenir à tout moment – c’est-à-dire, maintenir l’environnement chimique dans un état modérément acide où la fabrication de ces produits chimiques est difficile, puis, lors de l’infection, simplement neutraliser l’environnement pour déployer les défenses. »
Les collègues de KU d’Ackley sur le travail étaient l’auteur principal Saida Benomar, Patrick Lansdon et Josephine R. Chandler du département de biosciences moléculaires, ainsi qu’Aaron Bender du département de chimie médicinale et Blake R. Peterson de l’Université d’État de l’Ohio.
Les chercheurs pensent qu’il peut y avoir des raisons de croire que ces systèmes pourraient fonctionner de manière similaire chez les humains.
Les gènes qu’ils ont étudiés chez C. elegans existent également chez les humains et contrôlent des parties du système immunitaire. En outre, des recherches menées dans d’autres laboratoires ont montré des occasions chez l’homme où les problèmes de régulation du pH sont associés à un risque accru d’infection. Pour l’avenir, les chercheurs veulent comprendre le mécanisme à un niveau plus profond.
« Notre objectif est de stimuler ce système de défense naturel chez les gens comme un moyen d’éviter ou de réduire l’utilisation d’antibiotiques », a déclaré Ackley. « À l’heure actuelle, notre utilisation des antibiotiques est insoutenable et les bactéries développent des résistances à un rythme alarmant. Si le système découvert chez C. elegans est en fait toujours présent chez les humains, cela suggérerait que les bactéries sont beaucoup plus lentes à s’adapter à cette stratégie défensive qu’elles ne le sont aux antibiotiques. »