Des vessies organoïdes pour étudier les infections urinaires


Ce sont des infections très fréquentes, les cystites, qui prennent leur origine dans la vessie. Appelées le plus souvent infections urinaires, elles touchent près d’une femme sur deux. Très banales mais aussi récidivantes, elles possèdent une dynamique de progression encore mal comprise. En décrypter les mécanismes intimes, c’est tout l’objet d’un récent travail helvète conduit par l’école Polytechnique Fédérale de Lausanne ( EPFL).

Une sous-espèce de la bactérie Escherichia coli

Afin d’étudier ces infections urinaires de manière vraiment contrôlée, l’équipe du Pr John McKinney de la Faculté des sciences de la vie de l’EPFL a réussi à mettre au point des modèles de vessies dites organoïdes en reproduisant l’architecture cellulaire stratifiée en 3D de l’épithélium de la vessie. Pour preuve, des travaux de bioingénierie ont été récemment publiés dans CellReports et eLifeTous deux reposent sur l’utilisation de différents modèles de cultures cellulaires qui permettent d’étudier par exemple la mécanique du remplissage et de la vidange de l’organe, ainsi que son interface avec les vaisseaux sanguins.

Objectif de ces manipulations : comprendre la migration des bactéries et des cellules immunitaires mobilisées pour combattre les foyers d’infection. Ici, le germe le plus souvent responsable est une sous-espèce de la bactérie Escherichia coli, qui infecte les cellules de la paroi de la vessie et forme ce que l’on appelle des « communautés bactériennes intracellulaires »Pour mieux visualiser leurs travaux, les chercheurs ont eu recours à la microscopie électronique dite volumétrique disponible sur la plateforme    Biological Electron Microscopy Facility de l’EPFL. 

« Elaborer des stratégies de traitement optimales »

Les chercheurs ont ainsi découvert que la dynamique des bactéries s’opérait en envahissant rapidement les couches cellulaires les plus profondes de la vessie. Et ce indépendamment de leurs niches, des communautés bactériennes intracellulaires situées dans des lieux où elles sont protégées des antibiotiques et des cellules immunitaires de l’hôte. Les travaux montrent que ces « communautés » se rompent en fait régulièrement et à plusieurs reprises, ce qui permet aux bactéries de pénétrer de manière répétée de proche en proche vers les cellules voisines, finissant par les détruire celles de la couche la plus externe revêtant la vessie.

La disparition de ces cellules – dites « parapluie » – permet alors aux bactéries d’envahir les couches plus profondes, où elles peuvent former des réservoirs intracellulaires quiescents, responsables des récidives car capables de résister aux antibiotiques.  En Suisse, ces études font partie du consortium « AntiResist » financé par un PRN ( Programme de Recherche Nationale ).  A terme, « l’objectif est d’utiliser ces connaissances pour élaborer des stratégies de traitement optimales, ce qui pourrait avoir un impact considérable sur la santé humaine », précise John McKinney dans le communiqué de l’EPFL.


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