Les bactérie présentes au sein au sein de biofilms flottants peuvent communiquer par voie chimique. Les protéines impliquées dans cette interaction pourraient faire considérablement avancer la lutte contre la résistance aux antibiotiques et les infections nosocomiales.
Certaines bactéries ont la capacité de s’agglomérer pour se protéger de l’extérieur en formant des communautés multicellulaires bactériennes, appelées biofilms. Ces derniers ont sans doute constitué les premières colonies d’organismes vivants, il y a plus de 3,5 milliards d’années. Il s’agit de fait d’amas structurés de cellules bactériennes dans une matrice extracellulaire protectrice. Elles se formnte généralement dans l’eau ou en milieu aqueux. Le biofilm protège les bactéries et leur permet de survivre dans des conditions environnementales hostiles.
Une équipe de chercheurs de l’Institut de Biologie Structurale de Grenoble, de l’Université de la Méditerranée à Marseille, et de l’Université Jacobs à Brême a découvert que certains biofilms – les biofilms flottants – pouvaient favoriser la coopération métabolique entre bactéries et permettre des échanges d’informations. Cette communication est appelée quorum sensing. En étudiant les bactéries Providencia stuartii, l’équipe a découvert l’existence de communautés cellulaires flottantes au sein desquelles les bactéries sont en contact direct avant même la sécrétion d’une matrice extracellulaire.
Partant du principe que la communication ente ces bactéries implique la présence de protéines de la membrane externe, les scientifiques ont cristallisé deux protéines de cette bactérie, appelées porines, qui constituent 70% du contenu protéique de la membrane externe. Ils ont ensuite étudié leur structure à résolution atomique par cristallographie aux rayons X. Cette observation a fait ressortir l’existence de canaux des porines ouverts situés face à face, suggérant qu’ils permettent une communication chimique directe entre cellules adjacentes au sein des communautés flottantes.
Comprendre la structure et le fonctionnement d’un biofilm est crucial, car les bactéries qui s’y trouvent résistent mieux que leurs équivalents planctoniques à diverses agressions extérieures comme les UV, les changements de pH et d’osmolarité, la prédation et surtout les agents antimicrobiens. Il apparait que les porines sont le liant essentiel dans la formation de ces biofilms. Aussi, elles vont devenir le nouveau point de focalisation dans la lutte contre biofilms, ce qui devrait ouvrir la voie au développement de traitements innovants.