Bases Moléculaires de l'interaction Persister-Hôte – MORPHEO

Les recherches sur le processus d'infection ont souvent négligé la capacité des bactéries génétiquement identiques à développer, de manière constante et réversible, des sous-populations présentant des fonctionnalités et des physiologies distinctes. Ce phénomène, appelé hétérogénéité phénotypique, revêt une importance clinique majeure car il implique la formation de persisters. Un persister est une bactérie non réplicative, parmi une population proliférative, qui évite temporairement l'activité bactéricide des antibiotiques. Le persister provoque une résistance aux antibiotiques non héréditaire, qui impose des traitements antibiotiques prolongés. Les persisters se forment fréquemment dans l'environnement intracellulaire, même pour des agents pathogènes bactériens longtemps considérés comme extracellulaires. Les macrophages, qui servent généralement de première ligne de défense pour contrôler le pathogène, émergent comme un niche de choix pour la formation de persisters. Pendant des décennies, la recherche a cherché à élucider les mécanismes moléculaires bactériens sous-jacents à la formation de persisters intracellulaires et a établi un rôle prépondérant pour les réponses bactériennes au stress. Nous avons récemment démontré que Legionella pneumophila, une bactérie intracellulaire facultative, est un organisme modèle puissant pour étudier l'hétérogénéité phénotypique des agents pathogènes humains lors de l'infection. Legionella est responsable d'une pneumonie potentiellement mortelle, la maladie des légionnaires, pour laquelle des échecs thérapeutiques sont cliniquement documentés. En accord avec cela, nous avons démontré que Legionella produit des persisters aux antibiotiques non réplicatifs au sein des cellules phagocytaires. Notre analyse protéomique a mis au jour la carte moléculaire de ces persisters intracellulaires et a révélé la profondeur du processus de différenciation sous-jacent à leur formation. Toutefois, le rôle de la cellule hôte dans le processus de formation du persister est demeuré largement inconnu. Dans ce projet, nous proposons donc d'étudier de manière exhaustive comment le macrophage hôte contribue à la formation des persisters intracellulaires. L'étude des persisters est un défi, car il s'agit d'un état physiologique réversible se produisant dans une fraction de la population pathogène. Pour aborder la microbiologie cellulaire des persisters, notre consortium combinera des méthodes en microbiologie, biologie cellulaire, biologie moléculaire aux essais d'infection et aux systèmes d'acquisition de cellules unique à haut débit, à la microscopie haute résolution multiparamétrique, à l'analyse Omics et aux approches de perte de fonction à l'échelle du génome. MORPHEO fournira la première analyse complète des voies de signalisation de la cellule hôte modulant la persistance intracellulaire d'un agent pathogène bactérien. Les résultats de MORPHEO devraient apporter de nouvelles perspectives sur la biologie des persisters de Legionella, mais aussi dans le domaine des persisters en général. Etant donné que la formation des persisters fait partie d'une stratégie bactérienne générale visant à produire de multiples phénotypes pour favoriser la colonisation tissulaire et la progression de la maladie, ce projet favorisera le changement de paradigme dans la recherche en cours pour mieux comprendre les mécanismes sous-jacents aux variations cellulaires lors de l'infection et éventuellement identifier les déterminants moléculaires sur lesquels de nouveaux médicaments pourraient être développés.