Identification de nouveaux facteurs hôtes-dépendants chez Bacillus cereus Caractérisation moléculaire et fonctionnelle d'IlsA, une protéine de surface essentielle pour l'acquisition du fer au cours de l'infection.

Accueil || Parcours || Recherche || S'enregistrer || Mon Compte || Contacts || Aide || Langues

Daou, Nadine (2008) Identification de nouveaux facteurs hôtes-dépendants chez Bacillus cereus Caractérisation moléculaire et fonctionnelle d'IlsA, une protéine de surface essentielle pour l'acquisition du fer au cours de l'infection. Doctorat Microbiologie, INRA Centre de Versailles-Grignon UR1249 Unité Génétique Microbienne et Environnement, Laboratoire de Biotechnologie Faculté des Sciences Université Saint-Joseph de Beyrouth, AgroParistech 2008AGPT0068 p.169.

Plein texte disponible en tant que : - Thèse_DAOU.pdf ( 7577 Kb )

Licence: Copyright

Résumé

Bacillus cereus est fréquemment associé à des toxi-infections alimentaires et peut être responsable de pathologies opportunistes sévères. Les facteurs d’adaptations de B. cereus chez l’hôte, liés à son pouvoir pathogène, sont encore inconnus. La capacité d’acquérir le fer lors d’une infection, est une importante réponse adaptative des bactéries, leur permettant de surmonter le manque de fer imposé par l’hôte.

Nos travaux ont permis l’identification de nouveaux facteurs impliqués dans l’adaptation de B. cereus chez l’hôte, ainsi que la caractérisation d’une nouvelle protéine IlsA (Iron regulated leucine-rich surface protein) fortement exprimée in vivo. L’identification de ces facteurs a été réalisée à l’aide du système IVET (In Vivo Expression Technology), adapté à la souche B. cereus ATCC 14579 et analysé après infection chez la larve du lépidoptère Galleria mellonella. Ce système permet la détection des promoteurs activés de façon transitoire.

L’analyse de la structure protéique d’IlsA, montre quatre domaines conservés: un peptide signal d’export N-terminal, un domaine NEAT potentiellement impliqué dans le transport du fer, suivi d’une région riche en leucine (LRR) susceptible d’interagir avec les protéines de l’hôte, et un domaine SLH de liaison à la surface bactérienne. La présence d’une boîte fur dans la région promotrice d’ilsA suggère une régulation dépendante du fer. Les analyses transcriptionnelles ont montré qu’ilsA est en effet, exprimé dans les conditions de carence en fer in vitro et in vivo. De plus, nous avons démontré qu’IlsA est localisée à la surface et qu’elle est nécessaire pour l’acquisition de fer à partir des protéines présentes chez l’hôte : l’hémoglobine, l’hème et la ferritine, et ceci en se liant directement avec elles. En outre, l’étude de la séquence protéique du domaine NEAT d’IlsA, suggère qu’il serait responsable de l’interaction avec l’hème. Par ailleurs, nous avons montré que l’inactivation d’ilsA affecte la survie et la virulence de B. cereus chez l’insecte, et chez les macrophages murins.

Nos résultats indiquent qu’IlsA est un facteur d’adaptation essentiel pour l’acquisition de fer au cours de l’infection, contribuant à la pathogénie de B. cereus chez les invertébrés et vertébrés.

Table des Matières

INTRODUCTION - 4

Chapitre I – Bacillus cereus, Généralités et Virulence - 5

1 Généralités - 6

1.1 Historique - 6

1.2 Caractères généraux - 6

1.3 Phylogénie du groupe B. cereus - 7

2 Les facteurs de virulence du groupe B. cereus - 8

2.1 Pathogénécité spécifique des espèces du groupe B. cereus - 9

2.1.1 Bacillus anthracis - 9

2.1.2 Bacillus thuringiensis - 9

2.1.3 Bacillus cereus - 11

2.2 Facteurs de virulence communs au groupe B. cereus - 12

2.2.1 Les entérotoxines - 12

2.2.2 Les phospholipases - 13

2.2.3 Les hémolysines - 13

2.2.4 Les protéases - 14

2.3 Régulation de l’expression des facteurs de virulences - 14

2.4 Autres facteurs de virulence - 15

Chapitre II - Le fer : transport et régulation chez les bactéries - 16

1 Introduction - 16

2 Sources de fer chez l’hôte - 17

2.1 Transferrine et lactoferrine - 17

2.2 Ferritine - 17

2.3 L’hème - 18

2.4 L’hémoglobine - 18

2.5 Autres hémoprotéines - 18

3 Rôle du fer dans les interactions hôte-bactéries - 19

3.1 Limitation du fer chez les mammifères - 19

3.2 Limitation du fer chez l’insecte - 20

3.3 Acquisition du fer par les bactéries - 21

3.3.1 Acquisition indirecte - 21

3.3.2 Acquisition directe - 22

4 Mécanismes de transport du fer à travers les membranes biologiques des bactéries - 23

4.1 Mécanismes de transport du fer chez les bactéries à Gram négatif - 23

4.2 Mécanismes généraux de transport du fer chez les bactéries à Gram positif - 24

4.2.1 Mécanismes de transport des sidérophores - 24

4.2.2 Mécanismes de transport des sources de fer présentes chez l’hôte - 25

5 Exemples des systèmes d’acquisition de fer chez les bactéries à Gram positif - 25

5.1 Staphylococcus aureus - 26

5.1.1 Systèmes indirects d’acquisition de fer - 26

5.1.2 Systèmes directes d’acquisition de fer - 26

5.2 Listeria monocytogenes - 28

5.3 Bacillus anthracis - 29

5.3.1 Systèmes indirects d’acquisition de fer - 29

5.3.2 Système direct d’acquisition d’hème comme source de fer - 30

5.4 Bacillus cereus - 30

6 Régulation et homéostasie du fer chez les bactéries - 31

RESULTATS - 35

Objectifs du projet de thèse - 36

I. Un nouvel outil: le système IVET - 37

1 Caractéristiques et principe du système IVET - 38

2 Criblage des gènes de B. cereus exprimés au cours de l’infection - 39

3 Identification des gènes potentiellement exprimés au cours de l’infection - 40

II. Le gène ivi29 - 40

1 Caractéristiques moléculaires du gène ivi29 et de son produit - 40

2 Rôle d’IlsA in vivo - 42

2.1 Expression d’ilsA in vivo en interaction avec le tissu de l’hôte - 42

2.2 Effet d’IlsA sur la virulence de B. cereus ATCC 14579 vis-à-vis de Galleria

mellonella - 42

3 Rôle d’IlsA dans l’acquisition du fer chez l’hôte - 43

3.1 Régulation d’ilsA par le fer - 43

3.2 Identification des sources de fer de l’hôte interagissant avec IlsA - 44

3.3 Analyse de l’interaction d’IlsA avec les sources de fer - 45

3.4 Localisation d’IlsA à la surface par immunomarquage - 46

4 Rôle d’IlsA dans la virulence chez les mammifères - 47

4.1 Test de cytotoxicité et de cinétique de croissance chez les macrophages J774 - 47

4.2 Cinétique de croissance dans le sang de porc - 48

Article 1 - 49

Article 2 - 50

RESULTATS COMPLEMENTAIRES - 51

I. Recherche des partenaires bactériens d’IlsA - 52

1 Pull down - 52

2 Rôle d’un ABC transporteur situé à proximité d’IlsA - 52

3 Etude protéomique - 53

II. Le gène ilsB : - 54

1 Expression d’ilsB in vivo - 54

2 Expression d’ilsB in vitro en absence de fer - 55

3 Effet du gène ilsB sur la virulence chez G. mellonella - 55

III. Rôle d’IlsA et IlsB dans la formation de biofilm in vitro - 56

DISCUSSION ET PERSPECTIVES - 57

I. Le système IVET : un nouvel outil génétique chez B. cereus - 58

II. IlsA, une protéine clé d’un nouvel mécanisme d’acquisition de fer - 58

1 IlsA et acquisition du fer - 59

2 IlsA et transport du fer - 61

3 IlsA, adaptation et virulence chez l’hôte - 62

4 Modèle représentant le rôle de IlsA dans l’acquisition du fer chez l’hôte - 63

III. B. cereus et fer…………………………………………………………………………65

REFERENCES - 66

Statistiques de consultation

Administrateurs de l'archive uniquement : éditer cet enregistrement