Etude de l'environnement vacuolaire et des mécanismes d'adaptation de Salmonella – SALMO-SENSOR

Salmonella est une bactérie entéropathogène. Elle est acheminée vers le foie et la rate par le système sanguin, et se multiplie dans les macrophages. Le présent projet a l'ambition de déchiffrer ce que la bactérie perçoit effectivement de son environnement vacuolaire. En fusionnant une protéine fluorescente aux promoteurs de gènes rapporteurs de stress, nous pourrons suivre la chronologie et l'intensité avec laquelle la réponse est détectée. Ces sondes biologiques seront d'abord testés in vitro, puis validés en condition d'infection. Nous comparerons ensuite les conditions environnementales rencontrées par Salmonella dans différents organes en infectant la souris. Puis, nous utiliserons les biosenseurs comme rapporteur dans un crible génétique de la bactérie afin d'identifier de nouveaux facteurs impliqués dans la réponse adaptative. Enfin, en criblant une banque de siRNA, nous identifierons les gènes et voies de signalisation activés chez l'hôte en réponse à l'infection.Etudier l'environnement de la SCV (Salmonella Containing Vacuole) dans lequel survit, puis prolifère Salmonella, a toujours constitué un réel challenge. En effet, le manque d'informations sur la composition physico-chimique de cet environnement ne permet pas d'élucider certains mécanismes d'adaptation de la bactérie. De plus, l'inventaire des stress rencontrés par Salmonella au cours du cycle infectieux, dans les différents organes et cellules, n'a jamais été directement évalué. Nous développerons donc une batterie de sondes biologiques ou biosenseurs, dont l'expression sera contrôlée par l'environnement dans lequel se trouve la bactérie. Les profils d'expression obtenus seront le reflet de la constitution physico-chimique de la SCV. Ainsi, nous pourrons répondre à deux questions : dans son environnement vacuolaire, la bactérie perçoit-elle des stress ? Quels sont ces stress ? Pour cela, nous utiliserons des biosenseurs rapporteurs de stress spécifiques (stress oxydant, acidité, carence nutritive) et des biosenseurs de l'état physiologique global de la bactérie (vitesse de multiplication, dynamique du chromosome, sécrétion d'effecteurs). Le coeur de ce projet consistera à effectuer des cribles génétique, au niveau de l'hôte et de l'agent pathogène, pour identifier les gènes bactériens impliqués dans la réponse adaptative (crible d'une banque de transposons) et les voies de signalisation activées chez l'hôte en réponse à l'infection (crible d'une banque de siRNA). Ces deux approches globales auront en commun l'utilisation des biosenseurs comme rapporteur. De par son aspect novateur et sa simplicité technique, ce projet devrait permettre une avancée significative dans la compréhension des mécanismes infectieux en général, et plus particulièrement dans la relation qu'entretient Salmonella avec son hôte. A l'issue de ce projet, l'état de nos connaissances sur la constitution physico-chimique de la vacuole aura fortement progressé. L'utilisation des biosenseurs nous permettra de mieux cerner les modifications environnementales perçues par la bactérie. La deuxième partie du projet, où nous infecterons des souris avec des bactéries exprimant un biosenseur, nous apportera de nouvelles information sur les différents stress rencontrés par le pathogène lors de son cycle infectieux. Le troisième volet permettra d'identifier de nouveaux gènes impliqués dans la défense et l'adaptation de la bactérie à son environnement vacuolaire. L'utilisation de bioreporters, comme marqueurs d'un type de stress ou de l'état physiologique de la bactérie, permettra enfin de mettre en évidence le rôle de protéines ou d'effecteurs dans les phénomènes d'adaptation. La dernière partie du projet nous permettra de mieux comprendre les voies de signalisation utilisées par l'hôte pour éradiquer l'agent pathogène.