Notre équipe étudie l’impact à long terme des bactéries pathogènes sur la santé. En particulier, nous cherchons à comprendre la base moléculaire des infections bactériennes persistantes et à déterminer les détails mécanistiques qui sous-tendent la dormance bactérienne. Nous utilisons le pathogène intracellulaire facultatif Listeria monocytogenes comme modèle bactérien pour aborder ces questions. À long terme, nous espérons que nos recherches permettront de trouver de nouveaux traitements pour limiter les infections récurrentes et d’élaborer de nouvelles stratégies pour éradiquer les agents pathogènes persistants.
La pathogénicité de L. monocytogenes est liée à la capacité de la bactérie d’envahir différents types de cellules, telles que les cellules épithéliales de l’intestin, du foie, du cerveau et du placenta. Lorsqu’elle atteint le cytoplasme de ces cellules, L. monocytogenes se multiplie et utilise la force de la polymérisation de l’actine pour se déplacer dans le cytosol et se propager aux cellules voisines. Bien que L. monocytogenes ait longtemps été considérée comme une bactérie cytosolique, nous avons montré qu’après 2 à 3 jours d’infection dans les cellules épithéliales, les bactéries cessent de produire ActA (la protéine qui déclenche la polymérisation de l’actine à la surface de la bactérie) et sont englouties dans des vacuoles présentant des caractéristiques lysosomales (“vacuoles contenant de la Listeria”, LisCV). À l’intérieur des LisCV, une sous-population bactérienne survit au milieu acide lysosomal et entre dans une forme lente / non réplicative. En l’absence d’ActA, les bactéries peuvent même parasiter les cellules hôtes dans un état viable mais non cultivable (VBNC), rendant L. monocytogenes indétectable sur les milieux de culture en agar, classiquement utilisés en microbiologie clinique (Kortebi et al., 2017). Nous proposons que L. monocytogenes intravacuolaire pourrait contribuer au portage asymptomatique de ce pathogène et le rendre tolérant à l’antibiothérapie.
Dans ce projet de notre équipe, actuellement financé par l’ANR (Agence Nationale de la Recherche), en combinant un criblage à haut contenu basé sur l’ARNi avec le séquençage par insertion de transposon (Tn-Seq) et la transcriptomique, nous visons à identifier les caractéristiques des hôtes et des bactéries nécessaires à la biogenèse des LisCV et à la survie à long terme de L. monocytogenes dans les cellules épithéliales.
L. monocytogenes est une bactérie non sporulée capable de survivre dans divers environnements stressants. L’une de ses stratégies de survie est l’entrée dans un état appelé viable mais non cultivable (VBNC), où les cellules bactériennes conservent un métabolisme ralenti mais sont incapables de croître sur des milieux de culture conventionnels. Les pathogènes VBNC posent un risque significatif pour la santé humaine et animale car ils ne sont pas détectés par les techniques de croissance standard et peuvent “se réveiller” pour revenir à un état végétatif et virulent. Nous avons récemment mis au point en laboratoire un protocole robuste pour induire la transition VBNC de L. monocytogenes en condition de privation de nutriments. Nous avons découvert que pendant la transition VBNC, les bacilles de L. monocytogenes se transforment progressivement en formes coccoides, après avoir perdu leur paroi cellulaire dans un processus semblable à une mue pour générer des bactéries déficientes en paroi cellulaire. Nos données remettent en question l’hypothèse de longue date de la paroi cellulaire comme un élément caractéristique des microbes. En combinant la microscopie cellulaire, la biochimie et les omiques multi-intégratives (transcriptomique, protéomique et métabolomique), nous visons à caractériser les mécanismes fondamentaux nécessaires pour la transition d’un état végétatif à un état VBNC dormant.
De nombreux agents pathogènes bactériens manipulent l’épigénome de l’hôte pour une colonisation efficace et à long terme. Cela est réalisé en libérant des facteurs de virulence qui ciblent directement la chromatine hôte ou détournent sa machinerie épigénétique. Dans ce projet collaboratif qui réunit 5 équipes différentes de l’Institut Pasteur et de l’Université Paris Diderot, nous proposons de lutter contre les agents pathogènes bactériens en ciblant chimiquement les modifications épigénétiques induites par l’hôte. En ciblant la machinerie hôte, cette stratégie innovante devrait réduire au minimum l’émergence de la résistance microbienne.
Tous les articles de l’équipe sont disponibles dans la collection EPIMIC-MICALIS sur HAL.
