Tuer avant d'être tué: comment une bactérie pathogène résiste au macrophage
Publié par Adrien le 23/06/2019 à 08:00
Source: CNRS INSB
Le rôle des macrophages est d'ingérer et tuer les micro-organismes. Cependant, en utilisant diverses approches de microscopie, il apparait qu'après sa phagocytose, la bactérie pathogène Pseudomonas aeruginosa induit une lyse des macrophages. Les armes utilisées par la bactérie (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique, le...) phagocytée pour lyser le macrophage sont décryptées. Cette étude, parue dans la revue PLOS Pathogens, ouvre des perspectives pour une meilleure compréhension du processus infectieux.


Figure: Visualisation par microscopie à fluorescence (La fluorescence est une émission lumineuse provoquée par diverses formes d'excitation autres que la chaleur. (on parle parfois de « lumière froide »). Elle peut servir à caractériser un...) de la lyse de macrophages causée par les bactéries P. aeruginosa phagocytées. Les bactéries ont été modifiées pour produire la GFP (Green Fluorescent Protein) et fluorescent donc en vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur, appelé cône M, dont la bande passante est...). Le noyau des macrophages coloré au DAPI fluoresce en bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement...). L'actine corticale sur le pourtour des macrophages est marquée avec la phaloïdine (fluoresce en rouge). Lorsque les macrophages sont infectés avec une souche PAO1 sauvage de P. aeruginosa, l'actine corticale disparait dans certains macrophages infectés (flèches blanches) dénotant des cellules en cours de lyse. Quand l'infection est faite avec une souche de P. aeruginosa mutée pour le T3SS, les cellules restent intactes, démontrant le rôle du T3SS dans le processus de lyse.
Echelle équivalente à 10 µm.
© Anne Blanc-Potard.

Les infections bactériennes restent une cause majeure de mortalité au niveau mondial, ceci étant exacerbé par l'antibiorésistance qui progresse extrêmement rapidement. En 2017, l'OMS a établi une liste de bactéries pathogènes contre lesquelles il était urgent de lutter, du fait de leur prévalence, dangerosité et fort taux de résistance aux antibiotiques. Parmi les bactéries dites très prioritaires, on trouve Pseudomonas aeruginosa, également connue sous le nom de bacille pyocyanique, qui est un agent pathogène (Le terme pathogène (du grec παθογ?νεια ! « naissance de la douleur ») signifie : qui entraîne une maladie. Les germes pathogènes ou les...) opportuniste responsable d'infections nosocomiales parfois très difficiles à traiter. P. aeruginosa est responsable d'infections aiguës ou chroniques, les infections chroniques étant fréquentes chez les patients atteints de mucoviscidose (La mucoviscidose (pour « maladie des mucus visqueux » en français) ou cystic fibrosis (pour « fibrose kystique », sous-entendu « du pancréas », en...), chez lesquels cette bactérie est responsable d'une forte mortalité et morbidité. Une meilleure connaissance des mécanismes d'échappement au système immunitaire (Le système immunitaire d'un organisme est un ensemble coordonné d'éléments de reconnaissance et de défense qui discrimine le « soi » du...) et des facteurs bactériens impliqués dans le processus d'infection est un prérequis important pour mieux contrôler l'infection et identifier de nouvelle cibles thérapeutiques.

La capacité des cellules phagocytaires professionnelles, telles que les macrophages, à ingérer et tuer des micro-organismes est essentielle à la défense de l'hôte. Cependant, les bactéries pathogènes ont développé des stratégies pour éviter d'être tuées par les phagocytes. P. aeruginosa limite en premier lieu l'étape de phagocytose. Malgré cela, des bactéries ingérées par des macrophages peuvent être visualisées dans des modèles d'infection animaux.

En utilisant des macrophages en culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :) et diverses approches de microscopie, les chercheurs ont analysé le devenir de ces bactéries qui n'ont pu éviter l'ingestion par les macrophages. L'étude a permis de révéler une lyse des macrophages provoquée depuis l'intérieur par la bactérie P. aeruginosa lorsqu'elle est phagocytée. Les facteurs bactériens qui jouent un rôle dans cette cytotoxicité ont également été identifiés. Ainsi, les protéines MgtC et OprF interfèrent dans ce processus en modulant l'expression du système de sécrétion de type 3 (T3SS) et de son effecteur ExoS, qui ont un rôle clé dans la destruction du macrophage par les bactéries internalisées. Ces travaux permettent de mieux connaitre la progression de l'infection par P. aeruginosa et d'envisager un meilleur contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) de la maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal ou végétal.).

Pour en savoir plus

Killing from the inside: Intracellular role of T3SS in the fate of Pseudomonas aeruginosa within macrophages revealed by mgtC and oprF mutants.
Garai P, Berry L, Moussouni M, Bleves S, Blanc-Potard AB.
PLoS Pathog. 2019 Jun 20;15(6):e1007812. doi: 10.1371/journal.ppat.1007812. eCollection 2019 Jun.
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