Secretion de type IV et virulence de Brucella – T4SS

De nombreux pathogènes utilisent des systèmes de sécrétion de type IV (T4SS) pour injecter des protéines effectrices dans les cellules hôtes, bloquant ainsi leurs mécanismes de défense. Nous étudierons le rôle de ces T4SS dans la virulence bactérienne en prenant Brucella comme modèle principal. La brucellose représente un problème majeur de santé publique et économique dans de nombreux pays.
Nous développerons quatre thèmes :
- L'identification des protéines effectrices transportées et la mise en évidence de leurs effets sur la biologie de l'hôte.
- Les relations entre la structure et la fonction des protéines du pore et des effecteurs.
- L'analyse des interactions entre le système de sécrétion et/ou les effecteurs et la cellule de l'hôte.
- L'étude d'un mécanisme alternatif d'action des T4SS que nous suspectons chez Brucella.
Le but de ces études est de comprendre le fonctionnement des T4SS et d'identifier des cibles potentielles pour de nouveaux agents antimicrobiens.
Le but du projet est de comprendre le rôle du T4SS dans la virulence de Brucella. Nous pensons que le système VirB sécrète des molécules effectrices dans le phagosome. Ces molécules modifieraient la biologie du macrophage en permettant à Brucella de créer sa niche de réplication Jusqu'à présent aucun effecteur du système VirB de Brucella n'a été identifié.
L'étude du génome de Brucella nous a permis d'identifier plusieurs protéines contenant des motifs caractéristiques de protéines eucaryotes, qui constituent des candidats possibles au rôle d'effecteurs du T4SS de Brucella. L'utilisation d'une nouvelle technique qui repose sur l'activité de recombinaison spécifique de la Cre recombinase nous permettra de mettre en évidence la sécrétion de ces effecteurs. La fusion de cette enzyme à un effecteur du T4SS induit sa translocation dans la cellule cible, dans laquelle elle stimule l'activité d'un gène rapporteur (lacZ, gfp) présent dans le génome de cette cellule
Nous avons identifié des protéines humaines qui interagissent directement avec le pilus du système VirB. Nous étudierons le rôle de ces protéines dans les interactions entre Brucella et la cellule hôte.
Notre compréhension des mécanismes d'assemblage du système VirB et de ses interactions avec les effecteurs et l'hôte sera aidée par des études structurales et biochimiques, qui nous fourniront également de nouvelles cibles potentielles d'agents antimicrobiens. De tels agents auraient pour effet de désarmer la bactérie sans la tuer, laissant au système immunitaire le temps de contrôler l'infection.
Nous avons des raisons de penser que le T4SS de Brucella est capable de délivrer les protéines effectrices dans la cellule hôte par un nouveau mécanisme qui impliquerait une fusion membranaire entre des vésicules issues de la bactérie et la cellule hôte. Nous approfondirons ce point.
Nous attendons de ce projet des connaissances nouvelles concernant le rôle des T4SS dans la virulence bactérienne :
La structure et l'assemblage du T4SS: comment les différentes protéines du T4SS interagissent entre elles pour constituer le T4SS et comment elles interagissent avec les effecteurs
Les interactions du pilus du T4SS avec la cellule hôte
L'identification des protéines effectrices: cette identification nous permettra à son tour d'identifier et de caractériser les protéines cibles dans la cellule hôte et de mettre en évidence leurs effets sur la biologie de la cellule hôte
L'étude d'un mécanisme alternatif d'action du T4SS de Brucella. Si elle est confirmée, cette hypothèse constituerait une avancée majeure dans la compréhension du fonctionnement des T4SS.
Ces données constitueront une première étape pour l'identification de molécules inhibant les T4SS. Ces données pourront être appliquées à d'autres pathogènes tels que Legionella, Helicobacter et Rickettsia.