Rôle des micro-ARN bactériens dans les infections par les pathogènes intravacuolaires Brucella et Coxiella – MIMIC

L'interaction hôte-pathogène est décisive pour l'établissement de l'infection et pour l'issue de la maladie. Les facteurs de virulence bactériens jouent un rôle important dans la modulation de l'hôte pour permettre la survie et la réplication de la bactérie. Jusqu'à présent, principalement les facteurs de virulence bactériens protéiques ou lipidiques ont été étudiés. Récemment, des études préliminaires ont permis d'identifier des sRNA bactériens de type miARN délivrés dans la cellule hôte pour moduler sa fonction. L'évidence que les interactions hôte-pathogène sont également régulées par des miARN bactériens ouvre des voies sans précédent pour la compréhension de la pathogenèse bactérienne et pourrait permettre le développement de nouveaux antimicrobiens et biomarqueurs. Par bio-informatique, notre consortium a identifié des pré-miARN candidats codés dans les génomes des pathogènes bactériens Brucella suis et Coxiella burnetii, responsables de zoonoses dans le monde entier avec un impact sévère sur la santé et l'économie. Brucella spp. et C. burnetii sont des agents pathogènes furtifs échappant à la réponse immunitaire innée et établissant des infections persistantes en protégeant les cellules infectées de l'apoptose. Nos données préliminaires ont validé un premier sous-ensemble de miARN prédits transloqués dans le cytosol des cellules infectées et associés au RISC de la cellule hôte. Nous avons validé 8 séquences prédites de type pré-miARN dans le génome de B. suis et 12 séquences dans le génome de C. burnetii. Nous avons confirmé pour une séquence de chaque pathogène sa capacité de se lier aux éléments de reconnaissance des miARN de la cellule hôte, indiquant qu'elles pourraient avoir des propriétés de miARN. Il est important de noter que nous avons démontré que l'ARN MIR6325 de B. suis, semblable à un miARN, joue un rôle dans la réplication intracellulaire. Nos données préliminaires apportent la preuve de principe que la bactérie intracellulaire B. suis module les interactions hôte-pathogène à l'aide du sRNA MIR6325 de type miARN bactérien. Nous apportons aussi la preuve que C. burnetii exprime des sRNA de type miARN qui pourraient également influencer l'issue de l'infection. Brucella spp. et C. burnetii comme modèles de travail présentent des avantages et complémentarités importants pour l'étude des miARN bactériens: 1) les deux bactéries utilisent des systèmes de sécrétion de type IV (T4SS) et produisent des vésicules de la membrane extérieure (OMV), qui pourraient participer au transfert d'ARNs et de protéines bactériennes au cours des infections; 2) les deux pathogènes se répliquent en grand nombre dans des niches réplicatives membranaires, ce qui facilite la localisation intracellulaire des composants bactériens (protéines ou ARNs) au cours de l'infection, en utilisant des approches biochimiques ou basées sur la fluorescence.
Dans ce projet, nous visons à disséquer la fonction des miARN bactériens et leur rôle dans l'infection en utilisant le séquençage de nouvelle génération, la microbiologie cellulaire, la microscopie à haute résolution et les approches de criblage, toutes établies dans notre consortium. Nous allons 1) identifier les miARN transloqués pendant l'infection dans la cellule hôte à des stades précoces et tardifs; déterminer si les conditions de stress influencent l'expression et le transport des miARN; comparer le répertoire des miARN de différents biovars de B. suis et d'isolats de C. burnetii. 2) Identifier la voie de transport (OMV ou T4SS) et les mécanismes de maturation des ARNs prédits miARN. 3) Identifier et valider les cibles cellulaires des sRNA bactériens de type miRNA. Et 4) étudier la fonction biologique des sRNA de type miRNA et leur rôle au cours de l'infection. Ces objectifs nous permettront de caractériser les miARN bactériens et leur rôle potentiel comme facteurs de virulence essentiels influençant l'issue de l'infection par les pathogènes zoonotiques Brucella spp. et C. burnetii.