Criblage de molécules biologiques d’origine microbienne en vue d’activité cytotoxique : comparaison avec l’effet des rayonnements ionisants

Abstract

L’objectif de ce travail est d’étudier l'activité et le potentiel cytotoxique des isolats de souches Bacillus thuringiensis isolées du sol algérien contre les cellules cancéreuses. En effet, une classe de protéines cristallines non insecticides et non hémolytiques de Bacillus thuringiensis : les parasporines (PS), sont étudiées comme des agents anticancéreux prometteurs en raison de leur toxicité spécifique envers les cellules cancéreuses. Au total, 48 isolats de Bacillus spp. ont été isolés à partir de différents sites en Algérie. Des tests phénotypiques et biochimiques, l'identification moléculaire de l'ARNr 16S et l'observation microscopique du cristal ont confirmé l'identification de Bt pour dix souches. Un criblage des protéines cristallines non hémolytiques a été effectué. L'extraction, la purification et l'activation des protéines non hémolytiques par analyse chromatographique ont permis d'obtenir plusieurs polypeptides de poids moléculaires différents. Une PS1 purifiée, avec une pro-protéine de 81 kDa et plusieurs peptides de poids moléculaires différents (18-58 kDa) après activation par la trypsine a été identifiée à partir de la souche BDzG. La séquence NH2-terminale déchiffrée par l'analyse BLAST a montré une homologie avec une protéine Bt PS1. En outre, le criblage du gène de la parasporine 1 (PS1) a également été effectué. Une activité cytotoxique envers l'épithélium humain de type 2 ; des cellules humaines de carcinome laryngé (HEp2) ont été observées avec une IC50 égale à 2,33 μg/ml, tandis qu'une cytotoxicité modérée envers les cellules épithéliales basales alvéolaires humaines adénocarcinomiques (A549) a été démontrée avec une IC50 égale à 18,54 μg/ml. Aucune cytotoxicité envers les cellules normales n'a été constatée. La microscopie à fluorescence a révélé une chromatine condensée ou fragmentée indiquant la mort apoptotique des cellules HEp2. L’irradiation des cellules cancéreuses HEp2 et A549 nous a permis de confirmer que ces dernières sont radio résistantes avec des SF2 de 0.58 et 0.74 respectivement. La thérapie néoadjuvante (traitement par la PS1-BDzG+rayonnement) sur les cellules cancéreuses est très prometteuse seulement pour les cellules cancéreuses A549, où l’on observe un effet synergique ; ce qui n’est pas le cas pour les cellules cancéreuses HEp2 où la monothérapie par la PS1-BDzG suffit amplement. On peut conclure de ce travail que la parasporine 1 de la souche BDzG isolée du sol Algérien pourrait rejoindre l'arsenal des médicaments anticancéreux naturels à fort potentiel thérapeutique et pourrait être utilisée en radiothérapie ciblée en concomitance avec le rayonnement ionisant gamma de faibles doses comme radio-sensibilisateur.