Mise en évidence de la structure et du récepteur de la toxine de l’anthrax

Deux articles qui paraîtront dans la revue Nature le 8 novembre prochain décrivent le clonage et la mise en évidence du récepteur de la toxine de Bacillus anthracis, la bactérie responsable de la maladie du charbon, encore appelée anthrax par les anglo-saxons, ainsi que la structure atomique d’un composant de la toxine. Ces découvertes devraient aider à améliorer la prévention et les traitements de la maladie du charbon.

La toxine secrétée par le bacille charbonneux est létale pour les cellules car après s’être fixée à leur membrane, deux de ses composants entrent dans le cytoplasme et bloquent des voies cellulaires essentielles. « Si vous ne tuez pas la bactérie sitôt après l’infection, elle a le temps de produire une quantité mortelle de toxine contre laquelle les médicaments actuels ne peuvent rien », a commenté Anthony Fauci, directeur du National Institute of Allergy and Infections Diseases.

La toxine du bacille charbonneux est composée de trois parties. Deux d’entre elles, appelées edema factor (EF) et lethal factor (LF), sont les composants toxiques. Le troisième composant, nommé protective antigen (PA) permet aux deux précédents de pénétrer dans la cellule ; C’est lui qui se fixe au récepteur cellulaire ATR (Anthrax Toxin Receptor) de la toxine.

Dans la première publication, Kenneth Bradley et John Young, deux chercheurs américains, ont cherché à caractériser le récepteur ATR afin de comprendre comment la toxine s’y attache.

Des analyses de génétique inverse par complémentation leur ont permis d’identifier une protéine à la surface cellulaire, nommée ATR, possédant un domaine qui se lie spécifiquement au composant PA de la toxine.

D’autres expériences ont montré que le domaine PA rendu soluble peut in vitro protéger les cellules de la toxine. « Le récepteur soluble agit comme si une éponge absorbait la toxine avant qu’elle ne s’attache au récepteur », a expliqué Young.

Dans la seconde étude, Robert Liddington et ses collaborateurs américains se sont attachés à définir la structure tridimensionnelle du composant LF de la toxine de l’anthrax, une protéase qui entraîne la destruction des moyens de communication à l’intérieur de la cellule en inhibant certaines de ses voies et donc provoque sa mort en désorganisant son métabolisme.

La cristallographie aux rayons X a permis d’identifier quatre domaines dans le facteur LF et a donné des indications fondamentales sur son activité au sein de la cellule. «LF se comporte comme une sorte de gouttière au sein de la toxine», a dit Liddington et il a ajouté que «ces informations structurales pourraient servir à l’élaboration d’agents thérapeutiques bloquant l’activité de LF».

Ces deux publications fournissent des espoirs sur la lutte contre la maladie du charbon à l’heure où une nation est touchée de plein fouet par des attaques bio terroristes concernant cette maladie.

« De tels évènements nous montrent aujourd’hui l’importance de la qualité de la recherche scientifique », a conclut le docteur Fauci.

Source : Nature issue du 8 novembre 2001, publications avancées. Identification of the cellular receptor for anthrax toxin, Bradley et al. et Crystal structure of the anthrax lethal factor, Pannifer et al.