Le ciblage de l'ARN de l'hôte par des effecteurs bacteriens secrétés – THOR

Au cours de leur co-évolution avec leurs hôtes, les pathogènes bactériens ont développé une variété impressionnante de stratégies pour prendre le contrôle des voies cellulaires et éviter les mécanismes de défense de l'hôte afin d'établir une infection productive. Parmi la gamme d'outils dédiés à la manipulation de l'hôte, les bactéries intracellulaires pathogènes emploient des protéines effectrices qui sont sécrétées dans le cytoplasme pendant l'infection. Ces effecteurs bactériens se localisent dans des compartiments cellulaires spécifiques, où ils exercent leur fonction principalement en modifiant les protéines eucaryotes, en remodelant les organelles cellulaires ou en détournant les voies de signalisation. Au cours de la dernière décennie, plusieurs mécanismes d'action ont été décrits pour les effecteurs bactériens sécrétés, allant de la suppression immunitaire innée, l'évasion de l'autophagie, l'inhibition de l'apoptose, la subversion du trafic membranaire et la manipulation de la dynamique du cytosquelette. Cependant, il a été démontré que la majorité des facteurs de virulence décrits à ce jour ciblent les protéines eucaryotes. En revanche, le ciblage direct des acides nucléiques de l'hôte reste peu exploré et se concentre principalement sur l'ADN. Alors que le ciblage de l'ARN serait également, pour une bactérie pathogène, un mécanisme important pour contrôler un large spectre de processus cellulaires, des effecteurs bactériens capables d'interagir avec des ARNs de l'hôte n'ont pas encore été identifiés. Notre projet entend combler cette lacune, en nous focalisant sur le pathogène Listeria monocytogenes, chez lequel nous avons identifié deux protéines ciblant de noyau (des nucléomodulines) et avons acquis des données solides suggérant qu'elles interagissent avec des ARNs eucaryotes, ainsi qu'avec la machinerie d'épissage alternatif des ARNs.

L. monocytogenes est un agent pathogène humain cliniquement important, transmis par l'alimentation, qui peut entraîner une septicémie, une encéphalite ou une méningite grave chez les personnes immunodéprimées et des avortements chez les femmes enceintes. Parmi les protéines impliquées dans la pathogénie de L. monocytogenes, nous avons récemment identifié Zea, la première protéine bactérienne sécrétée identifiée comme se liant à l'ARN (RBP). Zea se lie à l'ARN de L. monocytogenes et stimule la réponse de l'interféron de type I pendant l'infection. Nous avons observé qu'au cours de l'infection, Zea se localise au niveau du noyau et se trouve enrichie au niveau des "speckles" nucléaires, les sites où s'accumulent les facteur de la machinerie d'épissage. Des expériences d'immunoprécipitation ont révélé que Zea se lie aux facteurs d'épissage de manière dépendante de l'ARN. Nous avons également identifié un autre effecteur de Listeria se liant à des facteurs d'épissage, et potentiellement à des ARNs, LntB. Ces résultats suggèrent qu'en sécrétant des RBP, Listeria peut cibler l'ARN de mammifère et affecter l'expression des gènes de l'hôte.

Notre programme de recherche comprend l'identification des cibles ARN de Zea et LntB, la caractérisation de leur interaction avec des facteurs d'épissage, et la détermination du rôle fonctionnel de ces interactions dans l'expression de gènes de défense de l'hôte et dans la pathogénèse de L. monocytogenes. Par ailleurs, en appliquant la méthode de capture de l'interactome, nous prévoyons d'identifier de nouveaux effecteurs sécrétés par L. monocytogenes, se liant à l'ARN. Ce projet mettra en évidence une stratégie encore non caractérisée utilisée par un pathogène bactérien pour subvertir son hôte, c'est-à-dire par la sécrétion d'effecteurs de liaison à l'ARN. Nous prévoyons que ce projet ambitieux aura un impact de grande ampleur, dans plusieurs domaines de recherche comprenant la biologie des infections, la microbiologie fondamentale et la biologie cellulaire fondamentale.