Implication de la carence en phosphates inorganiques dans la virulence bactérienne chez Pseudomonas aeruginosa - 17/02/23

Pseudomonas aeruginosa est une bactérie à l’origine de nombreuses infections respiratoires nosocomiales, notamment chez les patients sous ventilation mécanique, ou opportunistes, chez les patients atteints de mucoviscidose et de bronchopneumopathie chronique obstructive. Le phosphore, élément indispensable dans le métabolisme de la bactérie, est incorporé sous forme de phosphates inorganiques (Pi) et régulé par un système à double composants PhoB-PhoR. Récemment, il a été montré que P. aeruginosa présentait une augmentation de virulence en condition carencée en Pi dans des modèles de vers et des modèles murins d’infections digestives, notamment par la surexpression de facteurs de virulence régulés par PhoB-PhoR. L’objectif de notre travail a été de déterminer si la limitation en Pi pendant l’infection de l’épithélium bronchique humain induisait une modulation de la virulence bactérienne.

Nous avons utilisé un modèle d’infection par P. aeruginosa d’épithélium bronchique humain différencié et fonctionnel, obtenu par culture de cellules primaires humaines en interface air-liquide pendant 35jours. Pendant l’infection, les Pi du surnageant de culture ont été dosés et l’expression des gènes de virulence bactériens a été étudiée par RT-qPCR.

Nous avons observé une consommation naturelle des Pi par la bactérie au cours de l’infection jusqu’au seuil de 0,25mM entraînant l’activation des gènes de réponse à la carence en Pi, dont le transporteur de haute affinité phnC-P, et une augmentation de la virulence bactérienne objectivée par une diminution du temps de destruction de l’épithélium analysée en vidéomicroscopie. Cette virulence accrue en condition carencée en Pi est corrélée à une surexpression de facteurs de virulence tels que la phospholipase C (plcN), le régulateur du biofilm mvfR, la lectine PA-IIL (lecB) et la pyocyanine phzS. Enfin, nous avons également montré que la supplémentation en Pi du milieu d’inoculation bactérien atténuait la virulence de P. aeruginosa lors de l’infection dans notre modèle.

Chacun des facteurs de virulence surexprimés est sous la dépendance du facteur de transcription commun « phoB », et intervient à des étapes importantes de l’infection respiratoire dont l’adhérence (les lectines), la régulation du biofilm (par le quorum sensing) ainsi que la production de toxines (pyocyanine et phospholipase). Nos Résultats soulignent donc l’importance de « phoB » qui permet l’activation d’un ensemble de gènes liés à la virulence bactérienne en deçà d’un seuil de concentration en Pi lors d’une infection pulmonaire par P. aeruginosa.