DS0402 - Décryptage des fonctions biologiques élémentaires et de leur intégration

Pneumonie hémorragique à Pseudomonas aeruginosa : étude de nouvelles stratégies de virulence – HemoPseudo

Pseudomonas aeruginosa-induced hemorrhagic pneumonia : deciphering novel virulence strategies

Pseudomonas aeruginosa est un pathogène opportuniste majeur pour l'homme. Les infections à Pa sont fréquemment difficile à traiter due à la multi-résistances de souches cliniques. Notre équipe a récemment mis en évidence des souches hyper-virulentes de Pa qui utilisent une nouvelle toxine, appelé Exolysine, dont les mécanismes de virulence sont encore inconnues.

Les etudes integrées pour comprendre les mechanismes de virulence de Pa

Dans ce projet, nous avons démarré des études intégrées sur les isolats clinique de Pa utilisant Exolysine pour l'infection. Ces études combinent la microbiologie, biochimie, biologie cellulaire et les screens génétiques à haut-débit. En particulier le projet Hemo-Pseudo a pour but à : <br />- comprendre la relation structure-fonction d'Exolysine et sa régulation <br />- identifier les partenaires et/ou cibles de la toxine dans les cellules eucaryotes et <br />- étudier l'adaptation de souches ExlA dans le contexte d'infection par les approche multi-omics.

Microbiologie moléculaire, biochimie, approches multi-omics (proteomics, genomics, transcriptomics), screen génétiques

Les résultats obtenues sont décris dans les publications scientifiques suivantes :

Bouillot, S, Munro, P, Gallet, B, Reboud, E, Cretin, F, Golovkine, G, Schoehn, G, Attrée, I, Lemichez, E and Huber, P. Pseudomonas aeruginosa Exolysin promotes bacterial growth in lungs, alveolar damage and bacterial dissemination. Sci Rep. In revision.
Basso, P., Ragno M., Elsen, S., Reboud, E., Golovkine, G., Bouillot, S., Huber, P., Lory, S., Faudry, E. and Attrée, I. (2016) Pseudomonas aeruginosa pore-forming Exolysin and Type IV pili cooperate to induce host-cell lysis. mBio, 24;8(1). pii: e02250-16. doi: 10.1128/mBio.02250-16.
Huber, P., Basso., Reboud, E. and Attrée, I. (2016) Pseudomonas aeruginosa renews its virulence factors. Environ Microbiol Rep. doi: 10.1111/1758-2229.12443. [Epub ahead of print] Review.
Reboud, E., Elsen, S., Bouillot, S., Golovkine, G., Basso, P., Jeannot, K., Attrée, I. and Huber, P. (2016) Phenotype and toxicity of the recently discovered exlA-positive Pseudomonas aeruginosa strains collected worldwide. Env. Microbio., (10):3425-3439. doi: 10.1111/1462-2920.13262.

Nous allons continuer à étudier la régulation d'Exolysine, et nous allons tester certains protéines de la cellule hôte et leur rôle dans la mort cellulaire provoquée par Exolysin.

Bouillot, S, Munro, P, Gallet, B, Reboud, E, Cretin, F, Golovkine, G, Schoehn, G, Attrée, I, Lemichez, E and Huber, P. Pseudomonas aeruginosa Exolysin promotes bacterial growth in lungs, alveolar damage and bacterial dissemination. Sci Rep. In revi

Pseudomonas aeruginosa est un pathogène opportuniste majeur impliqué dans les infections nosocomiales, qui est naturellement multirésistant aux antibiotiques. L’importance du Système de Sécrétion de Type III (SST3) pour l’établissement de la virulence a conduit la communauté scientifique à étudier cette machinerie macromoléculaire en détail. Cependant il est maintenant évident que P. aeruginosa a développé une NOUVELLE STRATEGIE DE VIRULENCE indépendante du SST3 qui provoque rapidement la mort cellulaire par rupture de la membrane plasmique. Le travail réalisé par l’équipe coordinatrice de ce projet, en collaboration avec les médecins du Service de Réanimation du CHU de Grenoble, a révélé qu’une nouvelle protéine sécrétée, l’Exolysine, joue un rôle fondamental dans les mécanismes moléculaires impliqué dans cette hyper-virulence. L’Exolysine est un facteur de virulence crucial pour la pathogenèse d’isolats cliniques de P. aeruginosa appartenant à la lignée PA7/CLJ, dépourvues naturellement de SST3, mais capables de provoquer des pneumonies hémorragiques. Dans ce projet, nous entreprendrons l’étude de ces isolats cliniques par des approches à la fois génétiques, biochimiques, cellulaires, structurales et de génomique fonctionnelle de dernière génération, avec l’objectif de définir les contours de cette nouvelle stratégie dans la pathogenèse bactérienne. Plus particulièrement, la compréhension des mécanismes de régulation et de sécrétion de la toxine, de son action sur les cellules immunitaires/épithéliales/endothéliales, et de la réponse globale de l’hôte à ce type de pathogénicité, sera essentielle pour le développement de nouvelles stratégies antimicrobiennes. Les résultats attendus à l’issue de ce projet auront un grand impact à deux niveaux. Tout d’abord, une information sur un nouveau mécanisme de virulence sera générée pour la communauté scientifique internationale. Ensuite, les résultats impacteront le travail des médecins et du personnel soignant des hôpitaux en charge de contrôler les infections bactériennes, notamment en Services de Réanimation, par leur connaissance d’un variant de P. aeruginosa différent en terme de propriétés de virulence de ceux généralement rencontrés dans l’environnement hospitalier.
Du fait de l’impact majeur de l’Exolysine dans la pathogénicité de P. aeruginosa, cibler cette protéine dans le cadre du développement de futurs antimicrobiens pourrait être d’un grand intérêt. Ainsi, notre projet de recherche est basé sur des approches multidisciplinaires intégrées qui visent à :
• élucider la régulation et la relation structure/fonction de l’Exolysine
• identifier les cibles de la toxine et caractériser les réponses de l’hôte en utilisant des modèles cellulaires et un crible du génome complet
• étudier la patho-adaptation globale des souches CLJ en utilisant la génomique fonctionnelle
Le projet est divisé en 4 tâches complémentaires impliquant une collaboration étroite entre les deux partenaires ayant déjà eu plusieurs collaborations fructueuses. La collaboration déjà établie avec le laboratoire de Steve Lory à Harvard Medical School, MA, USA, sera poursuivie pour tous les aspects de génomique fonctionnelle.

Coordinateur du projet

Madame Ina ATTREE (Pathogénie Bactérienne et Réponses Cellulaires-ERL 5261)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

PB&RC Pathogénie Bactérienne et Réponses Cellulaires-ERL 5261
IBS Institut de Biologie Structurale
HMS Harvard Medical school, USA

Aide de l'ANR 426 365 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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