Des scientifiques de l'université d'État de l'Arizona ont identifié deux manières inattendues dont les bactéries peuvent se propager sans leurs structures habituelles de flagelles. Dans une étude, E. coli et Salmonella utilisent la fermentation de sucres pour créer des courants fluides permettant la migration en surface, surnommée « swashing ». Une étude distincte révèle une « boîte de vitesses » moléculaire chez les flavobactéries qui contrôle le mouvement directionnel.
De nouvelles recherches de l'université d'État de l'Arizona montrent que les bactéries possèdent des méthodes de propulsion alternatives au-delà de leurs flagelles typiques, qui sont des structures en forme de fouet permettant normalement le mouvement. Ces découvertes mettent en lumière l'adaptabilité des microbes pour se propager sur les surfaces, avec des implications potentielles pour le contrôle des infections. Dans la première étude, dirigée par Navish Wadhwa du Biodesign Center for Mechanisms of Evolution et du Department of Physics de l'ASU, les chercheurs ont examiné E. coli et Salmonella. Même avec les flagelles désactivés, ces bactéries migraient sur des surfaces humides en fermentant des sucres tels que le glucose, le maltose ou le xylose. Ce processus libère des sous-produits acides comme l'acétate et le formate, générant de minuscules courants fluides vers l'extérieur qui propulsent la colonie bactérienne, un phénomène nommé « swashing ». L'étude, publiée dans le Journal of Bacteriology et sélectionnée comme un Editor's Pick, a montré que le swashing nécessite des sucres fermentescibles et peut être arrêté par des tensioactifs, contrairement au swarming propulsé par les flagelles. Wadhwa a déclaré : « Nous avons été stupéfaits par la capacité de ces bactéries à migrer sur les surfaces sans flagelles fonctionnels. En fait, nos collaborateurs avaient conçu cette expérience comme un contrôle négatif, ce qui signifie que nous nous attendions, une fois les flagelles supprimés, à ce que les cellules ne se déplacent pas. Mais les bactéries ont migré sans retenue, comme si rien n'était anormal, nous lançant dans une quête pluriannuelle pour comprendre comment elles y parvenaient. » Ce mécanisme pourrait expliquer la colonisation bactérienne des dispositifs médicaux, des plaies, des équipements alimentaires et des sites corporels comme le mucus ou les voies urinaires, où prévalent des environnements humides riches en sucres. Ajuster des facteurs comme le pH ou les niveaux de sucre pourrait limiter une telle propagation. La deuxième étude s'est concentrée sur les flavobactéries, qui glissent grâce au système de sécrétion de type 9 (T9SS), une bande transporteuse moléculaire ressemblant à une motoneige. Une protéine appelée GldJ agit comme un inverseur de vitesse, renvoyant la direction du moteur du sens antihoraire au sens horaire lorsqu'elle est modifiée, permettant une navigation précise. Publiée dans mBio, la recherche a été menée par Shrivastava du Biodesign Center for Fundamental and Applied Microbiomics, du Biodesign Center for Mechanisms of Evolution et de la School of Life Sciences de l'ASU. Shrivastava a déclaré : « Nous sommes très enthousiastes d'avoir découvert un extraordinaire système de nano-engrenage à double rôle qui intègre un mécanisme de rétroaction, révélant une motoneige biologique contrôlable et montrant comment les bactéries ajustent précisément la motilité et la sécrétion dans des environnements dynamiques. » Le T9SS influence la santé de manière variable : dans le microbiome oral, il est lié aux maladies parodontales, à l'inflammation, aux maladies cardiaques et à la maladie d'Alzheimer ; dans l'intestin, il protège les anticorps, aidant les défenses immunitaires et les vaccins. Les deux études soulignent la nécessité de stratégies ciblant le métabolisme ou les systèmes moléculaires, au-delà des simples flagelles, pour freiner les infections et les biofilms.
