Mécanismes moléculaires de la pathogénicité

Responsable du projet :
Françoise Jacob-Dubuisson
ORCID
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L'homéostasie du cuivre chez Bordetella pertussis

Le cuivre est un oligo-élément essentiel pour la plupart des bactéries ; il sert notamment de cofacteur à diverses enzymes et intervient dans les chaînes de transfert d'électrons, mais il est également toxique et utilisé comme agent létal par les phagocytes. Nous étudions les mécanismes de l'homéostasie du cuivre chez Bordetella pertussis, l'agent responsable de la coqueluche. Contrairement aux bactéries Gram-négatives modèles, nous avons constaté que cet agent pathogène à hôte restreint dispose de peu de défenses contre le cuivre, à l'exception d'un système sur mesure de protection contre le stress métallique et oxydatif. À l'inverse, nous avons découvert que cette bactérie possède un système d'acquisition du cuivre original et étroitement régulé pour alimenter ses complexes respiratoires hème-cuivre oxydoréductases. Nous avons ainsi caractérisé un nouveau type de transporteur dépendant de TonB qui élimine le cuivre complexé avec de petites molécules chélatantes, et nous étudions actuellement une autre protéine de ce système qui semble être une métalloréductase. Nous avons également identifié une nouvelle famille de peptides produits par les ribosomes et modifiés post-traductionnellement, que nous avons appelés « bufferines », chez B. pertussis et d'autres bactéries pathogènes et environnementales. Les bufferines modèles contribuent à la protection contre le cuivre en chélatant les ions Cu(I) et Cu(II) dans le périplasme. Dans le cadre de la subvention CuRiPP de l'ANR (2022-2026), nous avons déterminé les modifications et la voie de biogenèse des bufferines et réalisé des analyses in silico de leurs enzymes de modification, qui appartiennent à la superfamille des oxydases multinucléaires non hémiques dépendantes du fer. Nous étudions actuellement le mode de chélation du cuivre par les bufferines en collaboration avec des biophysiciens.

Les responsables du projet sont :
Carine Rouanet & Nathalie Mielcarek

 

Carine Rouanet
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Nathalie

Nathalie Mielcarek
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Devenir intracellulaire des agents pathogènes respiratoires au sein des macrophages alvéolaires

Les mycobactéries sont principalement des agents pathogènes intracellulaires et développent des mécanismes pour éviter la dégradation intracellulaire et survivre à l'intérieur des cellules infectées. Bordetella pertussis, en revanche, est un agent pathogène intracellulaire transitoire, dont la majorité est éliminée par les cellules de l'hôte en l'espace de quelques jours. 
Nous nous sommes récemment intéressés à l'étude des mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans la dégradation et/ou la survie de ces deux agents pathogènes à l'intérieur des macrophages alvéolaires. Une fois inhalés, les agents pathogènes respiratoires rencontrent des cellules phagocytaires qui constituent la première ligne de défense contre l'infection. Parmi celles-ci, les macrophages alvéolaires jouent un rôle clé dans la protection. La xénophagie est un mécanisme de défense hautement conservé des cellules eucaryotes, impliqué dans l'élimination des agents pathogènes envahisseurs. Au cours de ce processus complexe, les micro-organismes intracellulaires sont acheminés vers le compartiment lysosomal de dégradation. Une voie autophagique non canonique, passant par la phagocytose associée à LC3 (LAP), contribue également à la régulation immunitaire et aux réponses inflammatoires.
Il existe un manque de connaissances concernant le rôle de l'autophagie et/ou du LAP dans l'élimination intracellulaire de B. pertussis et son impact sur les réponses immunitaires innées. D'autre part, alors que les mécanismes conduisant à la survie intracellulaire de M. tuberculosis ont été largement étudiés, on en sait peu sur le devenir intracellulaire des mycobactéries ancestrales et sur les mécanismes évolutifs à l'origine de la persistance intracellulaire.
Nous avons établi un nouveau partenariat avec le Dr Ghaffar Muharram (équipe MCPI, CIIL) pour aborder cette question.

Responsable du projet :
Romain Veyron-Churlet
ORCID
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Rôle des interactions protéine-protéine dans la pathogenèse mycobactérienne

Le décryptage des interactions protéine-protéine (IPP) chez les bactéries pathogènes peut aider à comprendre la physiologie cellulaire et à élucider les interactions hôte-pathogène dans lesquelles les protéines jouent un rôle crucial. De plus, l'étude des IPP peut faciliter la découverte de la ou des fonctions des protéines grâce au principe de « culpabilité par association ».
Les PPI étant des facteurs clés de la physiologie et de la virulence de Mycobacterium tuberculosis, nous nous intéressons particulièrement à l'analyse du réseau de PPI chez les mycobactéries. Par exemple, la biosynthèse de l'acide mycolique, qui est la cible de plusieurs médicaments antituberculeux, repose sur des complexes protéiques spécialisés et interconnectés. Par conséquent, l'identification et la caractérisation des PPI peuvent constituer une approche intéressante pour le développement de nouveaux médicaments et/ou de peptidomimétiques capables de déstabiliser la formation de ces complexes.
De plus, le décryptage du réseau de PPI de M. tuberculosis permettra d'identifier les voies interconnectées et les étapes critiques nécessaires à l'infection mycobactérienne, ce qui permettra de mieux comprendre la pathogenèse de la tuberculose.