Les scientifiques savent cependant qu’il existe une deuxième bactérie nocive appelée Streptococcus sobrinus qui accélère la carie dentaire chez certaines personnes, mais on en sait très peu sur ce microbe. Cela va bientôt changer, car une équipe de chercheurs en bioingénierie de l’Illinois dirigée par le professeur adjoint Paul Jensen a réussi à séquencer les génomes complets de trois souches de S. sobrinus.
Selon Jensen, S. sobrinus est difficile à travailler en laboratoire et il n’est pas présent chez toutes les personnes, de sorte que les chercheurs ont plutôt concentré leurs efforts au fil des ans sur la compréhension de la S. mutans, qui a été séquencé en 2002.
« Bien qu’il soit rare, S. sobrinus produit de l’acide plus rapidement et est associé aux plus mauvais résultats cliniques, en particulier chez les enfants », a noté Jensen, chercheur à l’Institut Carl R. Woese de biologie génomique sur le campus. « Si S. sobrinus est présent en même temps que S. mutans, vous risquez d’avoir des caries dentaires rampantes, ce qui signifie qu’il y a un certain niveau de communication ou de synergie entre les deux que nous ne comprenons pas encore. »
Maintenant que le séquençage de S. sobrinus est terminé, Jensen et ses étudiants construisent des modèles informatiques pour mieux comprendre comment les deux bactéries interagissent et pourquoi S. sobrinus peut causer des caries dentaires aussi puissantes lorsqu’elle est combinée à S. mutans.
Ils ont déjà confirmé, par exemple, que S. sobrinus n’a pas de voies complètes pour la détection du quorum, qui est la capacité qu’ont les bactéries de détecter et de réagir aux bactéries voisines, et finalement de proliférer.
Selon Jensen, les bactéries S. mutans envoient des antennes sous la forme d’un peptide pour savoir combien d’autres cellules S. mutans sont à proximité. Une fois que les cellules S. mutans atteignent un certain seuil, elles attaquent et créent un déséquilibre dans la bouche d’une personne entre les bonnes et les mauvaises bactéries, ce qui entraîne une formation rapide de la carie.
« S. sobrinus n’a pas un système complet pour faire cela », a déclaré Jensen. « Nous sommes vraiment curieux d’explorer cela plus en profondeur et de découvrir ce qui manque et pourquoi. »
Intéressant, l’ensemble du séquençage du génome de S. sobrinus a été réalisé par une équipe d’étudiants de premier cycle en bio-ingénierie et d’étudiants inscrits au programme de maîtrise en ingénierie (M. Eng.) d’une durée d’un an.Eng.), plutôt que des doctorants qui mènent généralement ce type de recherche sur plusieurs années.
« Pour le domaine de S. sobrinus, il s’agit d’un travail révolutionnaire car le domaine était plombé par un manque d’informations », a déclaré Jensen. « En 2018, il est surprenant que nous ayons eu une espèce entière qui provoque des maladies et aucun génome complet de celle-ci. Pourtant, une équipe ambitieuse d’étudiants de premier cycle et d’étudiants en maîtrise a réalisé le séquençage en un an. »
Mia Sales, qui a obtenu son baccalauréat en mai dernier, a réalisé les assemblages de deux des espèces de S. sobrinus. Sales a également construit l’ordinateur que les autres membres de l’équipe ont utilisé pour faire les assemblages initiaux du génome.
Un autre étudiant de premier cycle, Will Herbert, a travaillé sur la partie annotation du projet, trouvant des gènes dans les chaînes d’environ 2 millions de nucléotides adénine (A), cytosine (C), guanine (G) et thymine (T) qui composent les génomes de S. sobrinus.
Les étudiants en maîtrise d’ingénierie Yuting Du, Amitha Sandur et Naaman Stanley ont également contribué à cette recherche. « Ce travail illustre la capacité des étudiants à synthétiser leur expérience d’apprentissage avec un aperçu complètement nouveau, résultant en une publication de recherche originale », a déclaré le professeur Dipanjan Pan, directeur du programme M.Eng.
L’équipe de l’Illinois a téléchargé les informations de séquençage dans la base de données publique GenBank afin que les scientifiques du monde entier aient accès aux informations génomiques de S. sobrinus. Leur travail a été publié dans la revue Microbial Resource Announcements sous le titre : « Séquences génomiques complètes de Streptococcus sobrinus SL1 (ATCC 33478 = DSM 20742), NIDR 6715 (ATCC 27351 & 27352), et NCTC 10919 (ATCC 33402). »
Ces travaux ont été financés par une subvention du NIH National Institute of Dental and Craniofacial Research et du programme Illinois Master of Engineering in Bioengineering.