génétique des enveloppes bactérienne

La perception de leur environnement par les bactéries est vitale pour s’adapter aux variations, d’inoffensives à létales, de cet environnement. En particulier, pendant l'infection, les bactéries pathogènes doivent reconnaitre l’hôte (leur nouvel environnement) mais surtout se protéger contre la violente défense de cet hôte à l’invasion. Principaux systèmes de détection des variations chez les bactéries, les systèmes à deux composants (TCS) sont ainsi à l’image des sonars des sous marins: leurs yeux et leurs oreilles.

Les TCS se composent d’un capteur transmembranaire qui, en réponse à la perception d’un stimulus, s'autophosphoryle sur un résidu histidine et transfère ce groupement phosphate à un résidu aspartate d’un régulateur spécifique, qui module l'expression de gènes cibles nécessaires à l’adaptation.

Dickeya dadantii est l'une des dix bactéries phytopathogène à large spectre d’hôtes les plus redoutées au monde. D. dadantii pénètre dans une plante blessée et commence à coloniser son apoplaste en réagissant aux défenses de la plante: rien ne semble se passer, c'est la phase asymptomatique. En cas de succès, la bactérie augmente considérablement la sécrétion d'enzymes conduisant à la lyse cellulaires, migre et se multiplie à travers toute la plante provoquant la pourriture dite molle des tissus végétaux: c'est la phase symptomatique.

Notre objectif est donc de décrypter le(s) rôle(s) des 32 TCS de D. dadantii dans la virulence, leurs interactions et d'attribuer à chacun d'eux leur(s) stimulus d'activation. A cet effet, et pour résoudre le problème de l’extrème labilité des liaisons phosphates de ces systèmes (principal frein à leur étude), nous avons développé une technique originale qui nous permet de les étudier non seulement in vitro mais aussi et surtout au sein de l'hôte infecté. Ainsi, nous suivons, pas à pas tout au long de l’infection, la variation de la phosphorylation de chaque TCS nous permettant d’en assigner la temporalité in planta et la fonction in vitro. 

Le mucus constitue la première barrière physique continue entre l’épithélium et les microorganismes et autres substances nocives présentes dans la lumière intestinale. Les mucines, glycoprotéines majeures du mucus, sont formées d’un axe peptidique hérissé de centaines de chaînes glycaniques différentes. Elles exercent des fonctions biologiques très variées qui assurent le maintien de l’homéostasie cellulaire et permettent une symbiose mutuellement bénéfique avec le microbiote. De nombreuses pathologies (cancéreuses, inflammatoires ou infectieuses) sont associées à des altérations d’expression et de glycosylation des mucines. Dans notre équipe, nous cherchons à comprendre les mécanismes moléculaires conduisant à de telles altérations et à décrypter les nouvelles fonctions exercées par les mucines altérées.

Plus précisément, notre premier objectif est d'identifier les mécanismes mis en place par les pathogènes pour moduler les mucines de l'hôte au cours de l'infection afin de se créer une niche favorable et en réaction, les mécanismes mis en place par le mucus pour réguler la virulence microbienne. Notre second objectif est de définir si les altérations (mucines néo-exprimées ou O-glycanes spécifiques) ont une valeur diagnostique, pronostique ou thérapeutique pour le traitement des pathologies respiratoires et intestinales.

Afin de caractériser les altérations et d’étudier leurs rôles, les mucines sont systématiquement purifiées à partir de tissus humains et animaux dans des conditions saines et pathologiques telles que le cancer colorectal, les maladies inflammatoires de l'intestin, le syndrome du côlon irritable, la mucoviscidose, les infections bactériennes (Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Helicobacter pylori, Streptococcus gallolyticus…) et les infections virales (Sars-Cov2). Ces mucines sont ensuite utilisées pour déterminer leur répertoire de glycosylation par des techniques de spectrométrie de masse de pointe. Elles sont également utilisées i) pour des tests d'adhésion bactérienne (par ELISA, sur membrane de nitrocellulose, sur cellules ou tissus, par résonance plasmonique de surface…) ; ii) développer des glyco- ou peptido-mimétiques qui bloquent l'interaction des adhésines bactériennes ou des protéines virales avec les mucines ; iii) évaluer leur potentiel en tant que biomarqueurs des maladies intestinales.