Le « designer mucus » pourrait-il être un médicament du futur ?

Le « designer mucus » pourrait-il être un médicament du futur ?

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  • Le mucus recouvre les surfaces internes du corps, où il agit comme une barrière contre les agents pathogènes et une source de nourriture pour les bonnes bactéries.
  • Ses principaux constituants sont les mucines – des protéines parsemées de molécules de sucre dans des motifs distincts qui déterminent comment le mucus interagit avec les micro-organismes bénéfiques et pathogènes.
  • Les scientifiques ont maintenant créé une plate-forme cellulaire pour produire ces mucines aux propriétés spécifiques sur commande.
  • Les chercheurs pourraient utiliser la plate-forme pour développer des traitements à base de mucine pour les infections virales et bactériennes.

Le mucus est une matière visqueuse avec un large éventail de fonctions vitales à l’interface entre le corps et le monde extérieur.

Il recouvre les cellules qui tapissent les poumons, les intestins et les voies génitales, où il constitue une barrière contre les substances nocives et agit comme un lubrifiant.

Dans l’intestin, comme dans les autres surfaces corporelles, le mucus sert également de gardien, excluant les agents pathogènes et admettant les micro-organismes bénéfiques.

Les principaux constituants du mucus sont les mucines, qui sont des protéines décorées de motifs distinctifs de molécules de sucre.

Ceux-ci fournissent non seulement une source de nourriture pour les bactéries, mais peuvent également servir d’ancrage pour les maintenir en place lorsqu’elles se lient à des molécules dans les parois cellulaires bactériennes appelées adhésines.

En se liant aux adhésines des agents pathogènes, les mucines sécrétées dans les fluides tels que la salive et les larmes peuvent empêcher ces microbes de s’agglomérer. Les mucines peuvent également dissoudre les « biofilms » des agents pathogènes.

Les biofilms sont une agrégation de bactéries qui ont collaboré pour former des revêtements minces sur les dents et d’autres surfaces tissulaires. Dans certains cas, les biofilms peuvent avoir un impact négatif sur la santé.

Les motifs des molécules de sucre sur les mucines jouent donc un rôle essentiel dans la détermination de la façon dont le corps interagit avec les micro-organismes.

Cependant, les mucines sont difficiles à isoler et à étudier, de sorte que notre compréhension de leur fonctionnement est limitée.

Aujourd’hui, une équipe de chercheurs a développé un moyen de créer des mucines humaines qui présentent des modèles particuliers de molécules de sucre.

Une équipe dirigée par des chercheurs du Copenhagen Center for Glycomics peut désormais programmer génétiquement des cultures de laboratoire de cellules rénales embryonnaires humaines pour produire des mucines qui se lient à des adhésines bactériennes spécifiques.

Leur travail apparaît dans Nature Communications.

Mucines sur ordonnance

Les auteurs pensent que les médecins pourraient un jour prescrire des mucines qui favorisent la croissance d’espèces bénéfiques ou inhibent les espèces pathogènes.

« Un nombre incroyable de maladies ont un lien avec la flore intestinale, mais nous savons encore très peu de choses sur la façon dont nous pouvons contrôler la flore intestinale dans le traitement des maladies. C’est là que les mucines synthétiques pourraient ouvrir de nouvelles options de traitement », explique Yoshiki Narimatsu, professeur agrégé de glycobiologie à l’Université de Copenhague et l’un des principaux auteurs de l’étude.

“En fin de compte, on peut imaginer utiliser les mucines comme matériau prébiotique, c’est-à-dire comme molécules qui aident les bonnes bactéries dans le corps”, ajoute-t-il.

Les chercheurs pensent également que les mucines artificielles pourraient être utilisées à la place des antibiotiques pour traiter les infections bactériennes.

Par exemple, les médecins pourraient déployer des versions synthétiques des mucines dans la salive et les larmes pour éliminer les bactéries qui formeraient autrement des biofilms nocifs.

“Nous imaginons qu’au lieu d’utiliser des antibiotiques, vous pourriez produire, par exemple, des gouttes pour les yeux avec la mucine qui élimine normalement les bactéries dans le traitement des infections oculaires”, explique le Dr Narimatsu.

Concours pour le virus de la grippe

Les mucines pourraient même être déployées pour rivaliser avec le virus de la grippe commun et l’empêcher d’infecter les cellules qui tapissent le nez, la trachée et les poumons.

Pour infecter les cellules des voies respiratoires, le virus s’accroche à des molécules de sucre appelées acides sialiques dans les membranes des cellules.

Mais pour libérer les particules virales nouvellement créées et poursuivre l’infection, le virus doit utiliser une enzyme pour rompre son attachement aux acides sialiques.

“Les mucines contiennent de grandes quantités d’acides sialiques”, a déclaré le co-auteur principal, le professeur Henrik Clausen, à Medical News Today.

Ces acides non seulement se lient aux particules virales libres, ce qui les empêche de se verrouiller sur les cellules hôtes du nez, des poumons ou des deux, mais ils rivalisent également pour l’utilisation de l’enzyme qui libère de nouvelles particules virales.

« Dans cet article, nous étudions uniquement l’effet sur [the] libération du virus, et nous constatons que des mucines spécifiques avec des acides sialiques bloquent [the] libération du virus de la grippe et donc sa capacité à se propager et à propager l’infection », a expliqué le professeur Clausen.

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