Approche interdisciplinaire de l'étude des domaines membranaires spécialisés de l'hôte comme cibles pour les micro-organismes pathogènes – DOMAINTARGET

De nombreuses bactéries pathogènes détournent des mécanismes cellulaires à leur avantage pour adhérer à la cellule hôte et l'envahir. Parmi ces bactéries, certaines utilisent des domaines membranaires spécialisés lors des étapes d'adhésion et/ou d'invasion. Des complexes moléculaires ont été décrits associés à ces domaines dans les mécanismes de trafic membranaire, de signalisation et de réponses immunes. Cependant, de tels complexes engagés dans l'activation des voies de transduction concomitantes de l'infection n'ont pas encore été caractérisés en détail. Nous aborderons ce sujet en associant nos expertises pour développer une approche interdisciplinaire permettant l'identification de cibles à des fins thérapeutiques.
Nous avons montré que Brucella abortus, Listeria monocytogenes et Shigella flexneri dépendent de l'intégrité de microdomaines, appellés radeaux lipidiques, pour infecter les cellules de l'hôte. Nous avons identifié des molécules de l'hôte et du pathogène qui se distribuent au moment de l'infection dans ces domaines. Nous voulons maintenant utiliser nos avancées méthodologiques en génétique bactérienne, biophysique, biochimie, biologie cellulaire et moléculaire pour comprendre comment la dynamique membranaire peut induire une activation des voies de signalisation cellulaire nécessaire pour une infection efficace.
Des systèmes in vitro et in vivo seront développés pour étudier comment les propriétés mécaniques de la membrane interagissant avec les pathogènes peuvent participer à la régulation de l'adhésion bactérienne. En microscopie à force atomique, nous analyserons les propriétés élastiques de la membrane en utilisant des pointes fonctionnalisées avec des lipopolysaccharides, connus pour réguler l'accessibilité de l'appareil de sécrétion de type III à la surface cellulaire, et d'autres molécules agissant directement sur l'organisation de complexes lipidiques. Le transfert d'énergie de fluorescence nous permettra de quantifier en temps réel le recrutement ou l'activation de molécules de signalisation après stimulation de cellules cibles par des bactéries ou par des produits bactériens lipidiques ou protéiques impliqués dans le processus d'invasion.
Nous voulons aussi comprendre comment des domaines membranaires participent au mécanismes d'adressage utilisés par les pathogènes pour échapper à la réponse immunitaire. De nombreuses bactéries activant la voie intracellulaire d'endocytose exploitent des microdomaines spécialisés. Cependant, les mécanismes moléculaires demeurent obscurs. Les objectifs seront de savoir comment ces microdomaines participent à la rupture de la vacuole qui contient Shigella ou Listeria et comment ces domaines régulent les mécanismes de tri et d'adressage des phagosomes de bactéries à réplication intracellulaires comme Brucella dont les phagosomes sont organisés en microdomaines. Différentes méthodologies incluant des approches biochimiques, protéomiques et lipidomiques seront développées pour y répondre.