De nouvelles découvertes sur le transport du calcium chez la bactérie Listeria pourraient améliorer la sécurité alimentaire

Des chercheurs de l’Université d’Umeå en Suède ont révélé des détails sur la manière dont les bactéries utilisent le calcium pour réguler les processus vitaux, d’une manière différente de celle des cellules humaines. Cette avancée est importante dans la lutte contre la résistance aux antibiotiques et pour accroître la sécurité de la production alimentaire.

Les ions calcium sont d’importants messagers dans les cellules des plantes, des animaux et des humains. Ils aident à réguler les processus vitaux tels que l’influx nerveux, les réponses au stress et les battements cardiaques. Dans une étude publiée dans la revue scientifique Avancées scientifiquesune équipe de recherche de l’Université d’Umeå a montré comment une protéine dans Listeria les bactéries transportent le calcium différemment des cellules eucaryotes (telles que celles des humains ou des plantes).

La protéine, appelée LMCA1, aide la bactérie, qui peut provoquer une intoxication alimentaire, à survivre dans des conditions difficiles, par exemple lorsqu’elle est exposée au système immunitaire humain ou aux environnements de base utilisés pour tuer les bactéries dans la production alimentaire commerciale.

« Les résultats sont donc particulièrement intéressants pour le développement de nouveaux médicaments contre les infections bactériennes et pour l’industrie alimentaire », explique Magnus Andersson, professeur agrégé au Département de chimie, qui dirige l’équipe de recherche.

L’équipe a développé une méthode utilisant les rayons X synchrotron pour étudier les mouvements des protéines lorsqu’elles remplissent leurs fonctions. Grâce à cette méthode, ils peuvent désormais suivre la manière dont la protéine LMCA1 modifie sa structure pour transporter le calcium et également mesurer la rapidité avec laquelle cela se produit. Ils ont également réussi à capturer LMCA1 au moment critique où la protéine se lie au calcium lors du transport à travers la membrane cellulaire.

C’était incroyable de pouvoir voir ça pour la première fois. En identifiant également des différences claires entre le transport du calcium dans les systèmes eucaryotes et procaryotes, notre étude a franchi une étape importante vers le développement de nouvelles stratégies antimicrobiennes et garantir la sécurité de la production alimentaire.

Magnus Andersson, professeur agrégé, département de chimie, Université d’Umeå

On sait beaucoup de choses sur la façon dont le calcium est géré dans des organismes complexes comme les humains. Mais ce n’est que récemment que les chercheurs ont commencé à découvrir comment les bactéries, qui sont de simples organismes unicellulaires, manipulent le calcium. Ils manquent d’organites, comme les mitochondries, qui aident généralement à réguler les niveaux de calcium. Malgré cela, les bactéries peuvent toujours réagir aux changements dans les niveaux de calcium, en particulier dans des conditions de stress comme l’exposition à des toxines ou lors d’infections.

Lorsque les niveaux de calcium chez l’homme sont déséquilibrés, cela peut entraîner des maladies, telles que des maladies neurologiques, musculaires et cardiovasculaires.

« Il est particulièrement intéressant que ces travaux aient également débouché sur un financement du National Institute of Health des États-Unis, qui financera une nouvelle collaboration avec l’Université du Michigan. Nous allons désormais utiliser les méthodes que nous avons développées pour produire des molécules capables d’activer protéines de transport du calcium en cas d’insuffisance cardiaque », explique Magnus Andersson.