Implication des RabGTPase de procaryotes dans la pathogenèse et la maladie – ProRab

Les bactéries intracellulaires pathogènes pour l’Homme sont la cause d’une grande mortalité dans le monde entier. Parmi elles, Legionella pneumophila et Legionella longbeachae, des bactéries aquatiques, provoquent une pneumonie sévère appelée la maladie du légionnaire. Ces agents pathogènes sont un fléau considérable pour la santé publique en raison des cas sporadiques et épidémiques (taux de mortalité de 5 à 20%) ainsi que les infections nosocomiales (jusqu'à 50% de mortalité). Ces bactéries sont aussi un problème économique car des mesures de surveillance doivent être prises pour s’assurer que les systèmes artificiels d'approvisionnement d’eau ne sont pas contaminés par Legionella. Nous devons absolument approfondir notre connaissance de la biologie des légionelles, des facteurs importants de la pathogenèse et de leurs mécanismes d'action, afin de concevoir de nouvelles approches pour améliorer le diagnostic, la surveillance et la prédiction des risques.

Dans ce projet, deux équipes de l’Institut Pasteur et de l’Institut Curie joignent leurs expertises complémentaires afin de mieux comprendre les interactions hôte-pathogène de L. longbeachae et d’élucider les mécanismes par lesquels ce pathogène humain établit sa vacuole protégée pour se répliquer dans la cellule eucaryote. En effet, des études sur L. pneumophila ont montré qu’après internalisation par les cellules hôtes, les légionelles se protègent de la dégradation intracellulaire et se multiplient dans un compartiment distinct nommé « Legionella containing vacuole » (LCV). Cette vacuole est formée par le recrutement de vésicules issues du réticulum endoplasmique (RE). Ceci se fait en partie en ciblant des Rab GTPases, protéines centrales de l'organisation et de la dynamique du système endomembranaire cellulaire. En effet, il a été montré que certains facteurs de virulence de L. pneumophila, comme SidM / DrrA, SidC, LidA et LepB, détournent les fonctions de Rab1, une GTPase impliquée dans la régulation du trafic vésiculaire ER-Golgi. Étonnamment, notre analyse de la séquence génomique a mis en évidence que la plupart de ces protéines secrétées de L. pneumophila ne sont pas conservées chez L. longbeachae. Ainsi, le fait que cette espèce pathogène cible une/des protéines(s) Rab pour établir sa vacuole de réplication, de même que son éventuel mode de fonctionnement, est inconnu.

Curieusement, L. longbeachae code de nombreuses protéines dites "eucaryote like" qui sont des protéines qui étaient jusqu’à présent presque exclusivement identifiées dans les organismes eucaryotes. Parmi ces protéines, nous avons identifié, grâce à la séquence génomique, la première Rab GTPase procaryote (RabL). Ainsi, nous émettons l'hypothèse que L. longbeachae sécrète cette protéine dans la cellule hôte, où elle agit comme une Rab GTPase eucaryote pour interférer avec le trafic vésiculaire. Ceci permet d'établir une LCV où les légionelles peuvent se répliquer "en toute sécurité" et provoquer la maladie. Dans ce projet nous proposons de tester notre hypothèse et d'analyser les fonctions moléculaires, biochimiques et cellulaires de cette Rab GTPase codée par L. longbeachae, afin d’essayer de comprendre son mécanisme d’action dans la cellule hôte. Cela permettra non seulement l'identification des stratégies particulières de virulence de Legionella longbeachae, mais aussi d’accroître notre compréhension des processus impliqués dans la progression de la maladie, entrainant l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques.