Dévoilement du rôle de la protéine multifonctionnelle SufA de Mycobacterium abscessus dans l'internalisation bactérienne et le métabolisme des clusters fer-soufre – BAMBI

Le traitement des infections pulmonaires à Mycobacterium abscessus (Mab) représente un défi majeur en raison de l’extrême résistance de ce pathogène à de nombreux antibiotiques. De plus, les mécanismes de la pathogenèse de Mab restent peu compris, notamment ceux impliqués dans l’interaction précoce entre Mab et les macrophages. Nous avons récemment mis en lumière un nouveau mécanisme d’internalisation de Mab par les macrophages, dépendant du récepteur tétraspanine CD81. De plus, nous avons identifié la protéine SufA de Mab, prédite pour appartenir à la famille des protéines de transport de centres fer-soufre (Fe-S), comme un ligand potentiel de CD81. L’objectif de ce projet est de comprendre les bases moléculaires permettant à SufA de participer à la fois à la reconnaissance de Mab par les macrophages via CD81 et d’évaluer son rôle dans la biogenèse des protéines à Fe-S.
Nous éluciderons, dans un premier temps, l'interaction entre SufA et la grande boucle extracellulaire (LEL) de CD81. Nous nous focaliserons sur leurs interfaces de liaison et les changements conformationnels par spectrométrie de masse native et d'échange d'hydrogène/deutérium en présence des protéines SufA et CD81-LEL purifiées. Nous évaluerons l'importance de résidus clés pour l’interaction SufA/CD81-LEL dans le processus d’internalisation par les macrophages en utilisant i) des souches de Mab qui expriment des variants mutés de SufA (par substitution des cystéines prédites pour fixer le centre Fe-S et dans d’autres résidus impliqués dans l’interaction avec CD81), ii) des billes de latex fluorescentes conjuguées avec les différents variants de SufA purifiés.
Nous examinerons ensuite l'implication de SufA dans la biogenèse des protéines à Fe-S, en évaluant sa capacité à agir comme une protéine de transport de centres Fe-S grâce à des techniques de biochimie et de spectroscopie. Nous étudierons ses propriétés à fixer un centre Fe-S et à le transférer à des protéines cibles. Des essais enzymatiques seront mis en place pour évaluer le transfert de centres Fe-S vers des enzymes de Mab ainsi qu’à des protéines cibles connues. Nous explorerons la contribution de SufA dans la biogenèse des protéines à Fe-S en utilisant des souches d'E. coli déficientes pour les différents transporteurs de type A. L’ensemble de ces études sera répété avec les variants de SufA affectés dans l’interaction avec CD81 afin de déterminer si les mêmes résidus sont requis pour la biogenèse des protéines Fe-S.
Enfin, nous déterminerons le proxisome de SufA (SufA-APEX) afin d’élucider son réseau d'interaction protéique. La cartographie du proxisome de SufA sera réalisée dans des conditions spécifiques, telles que le stress oxydatif ou la chélation du fer, cruciales pour comprendre la double fonctionnalité de la protéine. La caractérisation du SufAome nous fournira des informations précieuses quant à son réseau fonctionnel et permettra de sélectionner des partenaires de SufA qui seront étudiés pour leur capacité à interagir avec SufA par des approches de biophysique et de biochimie.
Ce projet vise à comprendre le rôle du complexe SufA/CD81 dans les premières étapes de l’interaction hôte-Mab, révélant ainsi la fonction jusqu’alors inconnue d'un transporteur de centres Fe-S en tant qu'adhésine bactérienne. BAMBI va bien au-delà d'une simple étude moléculaire. Il apportera également un regard nouveau sur les événements précoces du processus infectieux mis en place par Mab pouvant évoluer vers une pathologie pulmonaire sévère, offrant ainsi un terrain propice pour l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques. Grâce à ses aspects multidisciplinaires, ce projet innovant pourrait ouvrir la voie vers de nouvelles perspectives de lutte contre les maladies pulmonaires à Mab.