Etude structurale et fonctionnelle d’un nouveau canal impliqué dans la virulence de bactéries pathogènes – MgtCHANNEL

Les préoccupations augmentent en raison de la résistance croissante aux antibiotiques et il est urgent de découvrir de nouvelles thérapies antibactériennes. Les facteurs de virulence représentent des cibles originales, spécifiques aux pathogènes, dont l'inhibition doit limiter le processus infectieux bactérien, limiter la sélection de nouvelles souches résistantes et préserver le microbiome.

Les facteurs de virulence bactériens sont essentiels pour que les pathogènes résistent aux mécanismes de défense de l'hôte et survivent à dans l’hôte, y compris dans l'environnement spécifique du phagosome rencontré par les pathogènes intracellulaires. MgtC est un facteur de virulence partagé par des pathogènes bactériens majeurs, impliqué dans la survie intramacrophagique des bactéries et l'infection dans des modèles animaux. MgtC représente une cible appropriée pour une nouvelle stratégie anti-virulence, comme le montre l'identification d'un ligand peptidique naturel (MgtR) qui favorise la dégradation de MgtC et réduit la virulence bactérienne.

Deux décennies de travaux sur MgtC ont contribué à lier sa fonction au magnésium, au pool d'ATP et à l'homéostasie du phosphate, qui pourraient être des facteurs importants d'adaptation aux cellules hôtes. Il a été proposé que le MgtC agisse en inhibant l'ATP synthase bactérienne F1F0 ou en modulant l'activité des protéines impliquées dans le transport du phosphate. Cependant, la fonction et la structure précises de MgtC restent inconnues.

MgtC est une protéine membranaire avec une organisation originale à deux domaines. Les protéines MgtC partagent un domaine transmembranaire N-terminal unique et hautement conservé, tandis que leur domaine C-terminal soluble est plus variable. Nous avons récemment prédit une structure de pore multimérique, suggérant une fonction canal totalement inattendue pour MgtC. Nous avons émis l'hypothèse que ce canal est impliqué dans le transport du phosphate et avons proposé de nouveaux résidus critiques pour cette fonction. De plus, le magnésium pourrait jouer un rôle régulateur. En utilisant des approches structurales, électrophysiologiques et biologiques, notre consortium a déjà obtenu de solides données préliminaires pour valider ces prédictions et soutenir l'importance de l'activité du canal MgtC dans la virulence d'une bactérie pathogène.

1- combiner des approches structurelles pour résoudre la structure à haute résolution ainsi que la dynamique conformationnelle de MgtC et décrypter l'effet de diverses mutations, ainsi que le ligand, sur la stochiométrie et la structure de MgtC,
2- décrypter l’activité monocanal de MgtC, ses propriétés biophysiques et sa régulation,
3- sur la base des mutations mgtC identifiées comme importantes pour l'activité/régulation du canal, étudier le rôle du canal MgtC dans son environnement membranaire naturel chez des bactéries pathogènes cultivées dans des milieux définis ou en condition d'infection.
4- tirer parti de la structure à haute résolution et d'un test de transport miniaturisé pour mettre en place des criblages d'inhibiteurs de MgtC

Le projet MgtCHANNEL permettra une compréhension sans précédent de la fonction MgtC et ouvrira la voie à de nouvelles stratégies anti-infectieuses. Notre projet précisera également la contribution de la fonction canal MgtC à l'adaptation de différentes bactéries à l'environnement des macrophages. De plus, nous mettrons en place des criblages ciblés pour identifier les inhibiteurs du canal MgtC dans le but de valider les premiers hits à la fin du projet.