Chaque année, des épidémies de gastroentérites surviennent, entre décembre et avril, principalement chez les enfants de moins de cinq ans évoluant en collectivité. Le rotavirus est la principale cause de gastroentérite aiguë virale, qui se manifeste par des diarrhées, une mauvaise absorption des nutriments et une perte de poids.

La découverte du mécanisme par lequel le rotavirus provoque la diarrhée

Néanmoins, la manière dont le rotavirus provoque la diarrhée était toujours méconnue jusqu’à une récente étude publiée dans Proceedings of the National Academy of Science. Des chercheurs ont identifié un nouveau mécanisme par lequel le rotavirus entraîne la diarrhée en interférant avec l’absorption des nutriments dans l’intestin.

Pour les besoins de cette recherche, les scientifiques du Baylor College of Medicine (États-Unis) ont étudié des modèles de cellules rénales de singe et des entéroïdes intestinaux humains, autrement dit des versions miniatures et simplifiées d’un organe. "Les entéroïdes intestinaux humains ont révolutionné l'étude des virus gastro-intestinaux (GI) comme le rotavirus. Ces cultures cellulaires multicellulaires non transformées conservent les propriétés génétiques de l'hôte, l'organisation cellulaire et récapitulent la fonction de l'épithélium gastro-intestinal humain. Elles constituent des systèmes modèles biologiquement pertinents pour l'étude des infections gastro-intestinales humaines", a expliqué la docteure Sue E. Crawford, co-auteure de l’étude et professeure adjointe de virologie moléculaire et de microbiologie au Baylor College of Medicine.

Diarrhée : le rotavirus détruit une enzyme spécifique

En cas d’infection, le rotavirus occasionne la formation d’un nombre plus élevé de gouttelettes lipidiques que la normale dans les cellules qu’il infecte. Lorsqu’ils ont examiné ce processus, les auteurs de l’étude ont remarqué que le rotavirus se lie à la DGAT1, une enzyme, responsable de la formation de gouttelettes lipidiques, et qu'il est responsable de sa décomposition ou dégradation. 

Il a également été constaté que certains enfants naissent avec des mutations de la DGTA1, qui peuvent rendre l’enzyme non fonctionnelle. "Cela nous a amenés à penser que la dégradation de la DGAT1 par le rotavirus pourrait être un mécanisme par lequel le virus induit la diarrhée (…) À l'instar des enfants atteints d'une déficience génétique en DGAT1 qui provoque la diarrhée, lorsque le rotavirus dégrade le DGAT1, il en résulte une réduction de la production des enzymes qui participent à la dégradation des aliments que nous mangeons et une perturbation des mécanismes qui transportent les nutriments dans les cellules, ce qui conduit à la diarrhée", a précisé Hunter Smith, co-auteur et étudiant diplômé du laboratoire de Mary Estes et de Crawford à Baylor.