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Fait marquant

Une toxine bactérienne pilotée par une protéine humaine



Pseudomonas aeruginosa peut provoquer des infections nosocomiales via la toxine ExoU qui agit sur les lipides de la membrane plasmique en provoquant leur rupture et la nécrose de la cellule hôte. En découvrant que ExoU a besoin de la protéine DNAJC5 de l'hôte pour son activité nécrotique, les chercheurs de l'Irig viennent d'identifier le talon d'Achille de cette toxine.

Publié le 7 juillet 2021
Pseudomonas aeruginosa est une bactérie pathogène opportuniste responsable d’infections nosocomiales et d’infections mortelles pour les patients atteints de mucoviscidose. Les isolats cliniques sont fréquemment multirésistants aux antibiotiques, ce qui complique la prise en charge des patients infectés. P. aeruginosa dispose d’un arsenal de facteurs de virulence, dont le plus actif est un injectisome qui injecte des toxines directement dans les cellules cibles. ExoU est la toxine la plus redoutable injectée par ce système. Elle possède une activité nécrosante liée à son activité phospholipase (Figure) qui provoque la rupture de la membrane plasmique des cellules, avec pour conséquence des lésions sévères dans les tissus infectés.

Pour mettre en œuvre leur activité biologique toxique, les toxines bactériennes détournent souvent à leur profit des molécules ou des mécanismes de la cellule humaine (nommée « cellule hôte ») qu’elles infectent. Des chercheurs de l’Irig ont recherché, à l’aide d’un crible génétique utilisant la technologie CRISPR-Cas9, les gènes qui pouvaient être impliqués dans la toxicité d’ExoU. En procédant ainsi, un seul gène a été identifié ! Ce gène code pour la protéine humaine DNAJC5, protéine que l’on sait jouer un rôle central dans la sécrétion de certaines protéines cytoplasmiques via un système de transport vésiculaire non-conventionnel (MAPS). Les chercheurs ont montré que DNAJC5 guide la toxine vers la membrane plasmique de la cellule hôte, là où ExoU peut exercer son activité toxique (Figure). Ce résultat est cohérent avec le fait que la toxine ExoU n’altère pas les cellules qui ne possèdent pas DNAJC5. Les chercheurs ont ainsi montré que des drosophiles dans lesquelles l’expression du gène l’orthologue de DNAJC5 était inhibée survivaient beaucoup mieux à l’infection bactérienne.

Le système de transport assuré par la protéine DNAJC5 est donc le talon d’Achille de la toxine ExoU de la bactérie pathogène Pseudomonas aeruginosa. Cette découverte pourrait être mise à profit pour empêcher l’action dévastatrice d’ExoU lors d’infections aiguës à P. aeruginosa.


Trafic vésiculaire d’ExoU dans la cellule infectée.
Après avoir été injectée dans la cellule hôte par l’injectisome du système de sécrétion de type III (SST3) de P. aeruginosa, ExoU est prise en charge par des endosomes tardifs qui sont impliqués dans un système de sécrétion particulier appelé MAPS. Ces vésicules sont transportées par ce système jusqu’à la membrane plasmique. ExoU se retrouve ainsi sur la face interne de la membrane plasmique où elle interagit avec le phospholipide PIP2, ce qui modifie sa structure et déclenche son activité phospholipase.

Une bactérie pathogène opportuniste est capable de provoquer une maladie à la suite d'une diminution des défenses de l’organisme.

L’injectisome, ou système de sécrétion de type III (SST3), est un système de virulence présent dans certains pathogènes qui leur permet d’injecter des toxines dans les cellules qu’elles infectent.

MAPS est un système de sécrétion de protéines cytosoliques incorrectement repliées, découvert récemment.

Le terme orthologue décrit des gènes similaires présents chez deux espèces différentes. Ces gènes proviennent d'un même gène ancestral et ont conservé une structure et une fonction identiques au cours de l’évolution. Un endosome est une petite structure sphérique (une vésicule) qui circule dans le cytoplasme.

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