Marqueurs de la persistance intracellulaire de Listeria monocytogenes – PERMALI

Le projet s’appuie sur une approche multidisciplinaire intégrant microbiologie, biologie, génétique, microbiologie alimentaire médecine vétérinaire et microbiologie clinique, afin d’étudier la persistance de Listeria. La microscopie, incluant l’imagerie confocale et l’imagerie de cellules vivantes, a permis de suivre la localisation de Listeria au cours de l’infection dans des lignées cellulaires, ainsi que dans des cellules primaires (cellules phagocytaires et épithéliales) issues de tissus bovins et de lapin. Le séquençage d’ARN a mis en évidence les modifications globales de l’expression génique bactérienne au cours de l’infection, tandis que le séquençage des génomes bactériens a permis des analyses de génomique comparative entre souches normalement persistantes et souches à persistance altérée. Des souches mutantes, inactivées pour les gènes identifiés comme étant différentiellement exprimés ou mutés lors des phases tardives de l’infection, ont été générées afin d’évaluer leur rôle dans la survie intracellulaire et la localisation bactérienne au sein des cellules hôte. Un modèle d’infection chronique chez le lapin a été développé pour étudier la persistance in vivo. Enfin, des tests de détection de l’ADN bactérien ont été réalisés, à partir de lysats cellulaires ou de tissus infectés, par amplification en chaine par polymérase classique et en temps réel.

Le projet a montré que la persistance intracellulaire de L. monocytogenes constitue une propriété ancestrale étroitement associée à sa pathogénicité. Plusieurs voies métaboliques clés ont été identifiées, notamment la biosynthèse des folates, dont l’altération réduit la capacité de persistance de la bactérie. Les travaux ont également révélé que cet état de persistance favorise l’émergence de variants à petites colonies, porteurs de mutations affectant la respiration et la production d’ATP, modulant leur survie lors d’infections prolongées. En parallèle, l’étude de la transition de L. monocytogenes vers l’état VBNC en milieu aquatique a révélé une profonde adaptation physiologique des bactéries, caractérisée par la conversion vers une forme déficiente en paroi, capable de réverter vers des formes pathogènes. Enfin, le projet a permis de valider deux modèles expérimentaux : un modèle d’infection asymptomatique chez le lapin et un modèle de réactivation dans les œufs embryonnés de poulet. Il a également posé les bases du développement de méthodes de détection plus sensibles, adaptées à ces formes bactériennes particulièrement difficiles à détecter.

Compte tenu du caractère largement inexploré de la thématique au lancement du projet et malgré les défis rencontrés, le projet PERMALI a produit des résultats solides et originaux, qui constituent une avancée importante dans la compréhension de la biologie de Lm et des mécanismes impliqués dans sa persistance. Plusieurs objectifs majeurs ont été atteints : Des déterminants bactériens et cellulaires impliqués dans la persistance intracellulaire de Lm ont été identifiés et des modèles expérimentaux d’infection chronique, tant in vitro et qu’in vivo ont été développés et validés. Ces modèles constituent des outils précieux qui pourront être exploités dans de futurs travaux.

Listeria monocytogenes est un contaminant alimentaire bactérien provoquant une zoonose dangereuse, la listériose. Les mécanismes de virulence de ce pathogène ont été abondamment étudiés, mais son portage asymptomatique chez l’hôte est peu compris. Nous avons découvert une phase de persistance intracellulaire de Listeria qui pourrait expliquer ce portage. Cette phase s’accompagne d’une transition phénotypique des Listeria, qui entrent dans un état de dormance dans une niche vacuolaire. Les objectifs du projet PERMALI sont de mettre au point des outils et méthodes de détection des Listeria intracellulaires persistantes, et de les utiliser sur des modèles ex vivo et des échantillons cliniques (homme-animal). Les résultats permettront une meilleure connaissance des stratégies adaptatives développées par L. monocytogenes pour nicher, de façon indétectable, chez ses hôtes. Ils génèreront des méthodes diagnostiques et de gestion du risque, permettant de mieux dépister la Listeria.