The study of Brucella is one of the areas of microbiology in which UNamur research teams have specialised for more than twenty years. This pathogenic bacteria infects livestock, causing Brucellosis, a disease that can be transmitted to humans through the consumption of unpasteurised dairy products, contact with infected animal tissue or inhalation. It is one of the most widespread zoonoses in the world.

A catalogue of weaknesses

Over the years of research, the team led by Professor Xavier De Bolle, Professor in the Department of Biology, member of the Microorganism Biology Research Unit (URBM) at the University of Namur and investigator at the WEL Research Institute, has been able to establish a kind of “catalogue” of Brucella's weaknesses. 

There are millions of species of bacteria.  It is therefore impossible to study them on a case-by-case basis.  However, they have similar behaviours and functions, which is why a specific bacterium is considered the model: Escherichia coli (or E. coli), an intestinal bacteria found in warm-blooded organisms.  Discovered in 1885, it has been the subject of numerous studies and has therefore become a reference in scientific literature. 

A bacterium such as E. coli or Brucella is like an onion with only two layers (inner and outer membrane) and a central element (the cytoplasm) in which the organism produces everything it needs. It also exports elements to the outside, particularly lipids.  However, these processes are still poorly understood, even for E. coli. Nevertheless, they represent an interesting avenue to explore to reach the heart of the pathogenic bacteria.

This provides valuable information about a new weakness in the pathogen and therefore provides information on how to combat it more effectively.

• Adélie Lannoy (currently post-doc in Toulouse) and Xavier De Bolle (URBM, UNamur – Belgium)
• Marc Dieu and Patsy Renard (UNamur, URBC - Belgium)
• Antonia García Fernández (Centro de Metabolómica y Bioanálisis (CEMBIO), Facultad de Farmacia, Universidad San Pablo-CEU – Spain)
• Raquel Condez-Alvarez (Department of Microbiology and Parasitology, Instituto de Investigación Sanitaria de Navarra (IdiSNA)University of Navarra – Spain)

The researchers would like to thank the FNRS and the WEL Research Institute for their support in this research. They would also like to thank the ‘Mass Spectrometry – MaSUN’ platform and the ‘Level 3 Biosafety Laboratory – BL3’ technology platform at UNamur for their cutting-edge equipment and expertise.

This work illustrates the cutting-edge expertise developed at UNamur in the field of molecular microbiology, an area in which UNamur has decided to invest by organising a master's degree in molecular microbiology since September 2019. This is a unique master's degree in Europe, taught entirely in English and rooted in research.

• New clues to break through Brucella's armour (02/27/2023) - https://unamur.be/fr/newsroom/de-nouveaux-indices-pour-percer-larmure-de-brucella
• Alison Forrester and Xavier De Bolle awarded grants from the latest FRFS-Welbio call for projects (07/23/2024) - https://unamur.be/fr/newsroom/laureats-dernier-appel-projets-frfs-welbio

L’étude de la bactérie Brucella est l’un des domaines de la microbiologie dans laquelle les équipes de chercheurs de l’UNamur se sont spécialisées depuis plus de vingt ans. Cette bactérie qui infecte le bétail est à l’origine de la Brucellose, une maladie transmissible à l’homme par la consommation de produits laitiers non pasteurisés, par contact avec des tissus animaux infectés ou encore par inhalation. Elle figure parmi les zoonoses les plus répandues au monde.

Au fil de ces années de recherche, l’équipe, dirigée par le professeur Xavier De Bolle, a pu établir une sorte de « catalogue » des faiblesses de Brucella.  Ils ont pu mettre en évidence comment la bactérie construit son enveloppe externe, qui est son armure pour résister aux conditions extérieures. Dans ce contexte, il était également important de comprendre comment elle s’y prend pour faire grandir cette armure… sans la percer !  Le travail qui vient d’être publié montre où et comment Brucella achemine certains composants de son enveloppe vers l’extérieur. De plus, il identifie une nouvelle classe d’enzyme, une machine moléculaire complexe qui requise pour la construction d’une armure complète, et donc cruciale pour la capacité de Brucella à infecter ses hôtes.

« Grâce au travail de toute l’équipe, nous avons compris comment rendre la vie dure à Brucella. » explique le professeur Xavier De Bolle, de l’Unité de Recherche en Biologie des Microorganismes (URBM) de l’UNamur.  « Notre recherche, financée par le FNRS, est fondamentale.  Nous en sommes au stade qui précède le développement de processus appliqués.  Mais la mise en pratique de nos découvertes pourrait à l’avenir permettre de construire un procédé biochimique qui obligerait Brucella à fabriquer une armure moins solide, voire l’empêcherait de la fabriquer tout court.

Nous avons pu bénéficier de l’appui des chimistes organiciens de l’UNamur, et notamment de l’équipe du professeur Stéphane Vincent, qui étudie également ces éléments de la paroi des bactéries. Une belle collaboration au sein de l’Institut NARILIS ».

Ces découvertes viennent d’être publiées dans la prestigieuse revue scientifique Nature Communications. Elles illustrent l’expertise de pointe développée à l’UNamur en matière de microbiologie moléculaire. Domaine dans lequel l’UNamur a décidé de s’investir encore davantage en organisant depuis septembre 2019, un Master en microbiologie moléculaire. Pour rappel, il s’agit d’un master unique en Europe, entièrement dispensé en anglais, ancré dans la recherche.