Étude du rôle du facteur de virulence ExoY de Pseudomonas aeruginosa dans la réponse des cellules pulmonaires des patients atteints de mucoviscidose - 17/02/23

P. aeruginosa est une bactérie Gram négatif, ubiquitaire et opportuniste chez l’Homme et ainsi fortement pathogène pour les patients immunodéprimés ou fragilisés, comme les patients atteints de mucoviscidose (patients CF). Elle est retrouvée chez plus de 55 % des patients CF adultes, au niveau des voies aériennes, et sa présence de façon chronique conditionne leur survie.

Parmi ses facteurs de virulence, le système de sécrétion de type III (T3SS) joue un rôle majeur dans l’infection. Cet appendice en forme de seringue permet à la bactérie d’injecter des exotoxines directement dans le cytoplasme des cellules cibles. Au nombre de 4 (ExoS, ExoT, ExoU et ExoY), elles vont induire des modifications importantes dans le fonctionnement des cellules cibles. Parmi elles, ExoY est exprimée par 90 % des souches de P. aeruginosa issues de patients CF et non-CF [1Silistre H., Raoux-Barbot D., Mancinelli F., y al. Prevalence of ExoY activity in Pseudomonas aeruginosa reference panel strains and impact on cytotoxicity in epithelial cells Front Microbiol 2021 ;  12 : 666097

Haga clic aquí para ir a la sección de Referencias]. Son activité enzymatique nucléotidyl cyclase est activée par sa liaison à la F-actine eucaryote [2Belyy A., Raoux-Barbot D., Saveanu C., y al. Actin activates Pseudomonas aeruginosa ExoY nucleotidyl cyclase toxin and ExoY-like effector domains from MARTX toxins Nat Commun 2016 ;  7 : 13582

Haga clic aquí para ir a la sección de Referencias], et induit l’accumulation de nucléotides monophosphates cycliques (cNMP), perturbant ainsi de nombreuses voies de signalisation.

À ce jour, le rôle d’ExoY dans la virulence de P. aeruginosa n’a pas encore été clairement élucidé. De plus, il n’existe aucune donnée sur son rôle dans la pathogenèse de la mucoviscidose. Ce projet a pour but d’étudier le rôle d’ExoY et son implication dans la virulence de P. aeruginosa dans un contexte non-CF et CF.

Des lignées de cellules épithéliales bronchiques non-CF (16HBE14o-) et CF (16HBE41o-F508del) ont été infectées avec des souches de laboratoire de P. aeruginosa PAO1 sauvage (PAO1-WT) ou mutées: délétée pour ExoY (PAO1ΔY) ou ExoY sécrété mais catalytiquement inactif (PAO1ExoY^K81M/K88I). La toxicité et l’apoptose ont été étudiées par microscopie, dosage de la lactate déshydrogénase (LDH) et Western-Blot (clivage de la caspase-3) respectivement. L’inflammation a été étudiée par RT-qPCR (expression de la cytokine pro-inflammatoire interleukine-8 (IL-8)).

La souche PAO1ΔY est 3 et 4 fois plus toxique (19 % vs 6 %; 22 % vs 5 %), induit une apoptose 5 et 6 fois plus importante (0,3 vs 1,5ua; 0,1 vs 0,6ua) et une expression 1,7 et 3 fois plus importante de l’IL-8 (8 vs 14ua; 6 vs 18ua) que la souche PAO1-WT, dans les cellules non-CF et CF respectivement.

La souche PAO1^{ExoYK81M/K88I} présente des Résultats similaires à ceux de la souche PAO1-WT.

Ces premiers Résultats mettent en évidence qu’ExoY diminue la pathogénicité globale de P. aeruginosa sur les cellules respiratoires CF et non-CF, et que cet effet ne passe pas uniquement par son activité catalytique. Par la suite, nous analyserons les effets de ExoY sur d’autres paramètres dérégulés dans la mucoviscidose tels que la réparation et la migration cellulaire. Nous identifierons l’ensemble des voies moléculaires modulées par ExoY par séquençage haut débit et validerons nos différents Résultats dans un modèle de cellules primaires mais également dans un modèle murin.