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Autres enseignements et recherches
III. Équipes accueillies au Collège de France
Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CIRB)

Communication intercellulaire et infections microbiennes / Intercellular communication and microbial infections

Centre international de recherche en biologie (CIRB)
Guy Tran Van Nhieu
p. 642-645

Texte intégral

   

Responsable : Guy Tran Van Nhieu

Recherche

1Pour coloniser efficacement les tissus et favoriser l’infection, les agents pathogènes détournent les signaux des cellules hôtes afin d’induire des réarrangements du cytosquelette ou de réguler les signaux inflammatoires et l’intégrité du tissu. Toutefois, dans la plupart des modèles d’infection, le rôle des seconds messagers a été peu étudié, alors même qu’il est essentiel aux fonctions fondamentales. Parmi ceux-ci, le calcium (Ca2+) a été impliqué dans la régulation de pratiquement tous les processus cellulaires connus, y compris les voies de réorganisation du cytosquelette, d’inflammation ou de mort cellulaire (Murakami et al., 2012 ; Rizzuto et al., 2012). Dans des conditions physiologiques, les augmentations de Ca2+ cytosoliques sont transitoires et souvent oscillantes, étant régulées par l’action de pompes et canaux du réticulum endoplasmique et des membranes plasmiques (Berridge et al., 2000 ; Strehler, 2015). La découverte d’un code « calcique », associant différentes réponses cellulaires à des profils de réponses spécifiques de Ca2+, a permis de mieux comprendre la signalisation de Ca2+ et a mis en avant la modélisation comme un moyen incontournable pour appréhender la complexité des processus de Ca2+ dans les systèmes intégrés (Uhlen & Fritz, 2010). Shigella, l’agent de la dysenterie bacillaire, envahit les cellules épithéliales du côlon où elle se dissémine, provoquant une inflammation intense responsable de la destruction de la muqueuse (Tanner et al., 2015). La progression de la maladie implique un arsenal d’effecteurs bactériens permettant la lyse de la vacuole phagocytaire, la réplication intracellulaire et la dissémination bactérienne (Kuehl et al., 2015). Les effecteurs de Shigella injectés dans le cytosol de la cellule hôte par le système de sécrétion de Shigella de type III (T3SS) jouent un rôle majeur dans ces différentes étapes (Ashida et al., 2015). Bien que la réplication intracellulaire de Shigella conduise finalement à la destruction des cellules épithéliales, la propagation bactérienne efficace nécessite le retard des processus de mort cellulaire et le maintien de l’intégrité cellulaire (Ashida et al., 2015). IpgD et un effecteur du T3SS de Shigella porteur d’une activité phosphatidyl(4,5)bisphosphate (PI(4,5)P2)-4-phosphatase, impliquée dans le remodelage du cytosquelette d’actine, la survie cellulaire, le trafic endosomal ou la formation de macropinosomes autour de bactéries intracellulaires (Bonnet et Tran Van Nhieu, 2016). Cependant, le PI(4,5)P2 est aussi le principal substrat utilisé par les phospholipases C(PLC) pour produire de l’inositol(1,4,5)-trisphosphate (InsP3), le second messager principal de la signalisation calcique. Un épuisement du PI (4,5) P2 peut donc impacter sur les niveaux d’InsP3. Les agonistes agissent de manière diffuse et synchrone sur des récepteurs de la surface des cellules déclenchant la libération de Ca2+ liée à l’InsP3. Par contre, durant l’invasion des cellules épithéliales, Shigella n’interagit qu’avec une zone discrète de la membrane plasmique de la cellule et les événements d’invasion ne sont pas synchronisés. En conséquence, les niveaux globaux de substrats cellulaires ciblés par les effecteurs injectés de type III ne devraient pas être limitant, en particulier au début du processus d’invasion. Le rôle de l’activité d’IpgD sur la PI(4,5)P2 phosphatase dans la signalisation du Ca2+ lors de l’invasion bactérienne requiert donc clarification. Les effets associés à IpgD pourraient fournir des informations sur l’aspect local de la stimulation bactérienne et sur la transition des réponses locales aux réponses globales de Ca2+. Dans des conditions physiologiques, les augmentations cytosoliques de Ca2+ sont transitoires et oscillantes. Au cours de l’invasion cellulaire, Shigella induit des signaux de Ca2+ locaux et globaux atypiques (Tran Van Nhieu et al., 2013). Nos travaux récents ont montré qu’en hydrolysant le PI(4,5)P2, IpgD atténue les niveaux d’InsP3 (Sun et al., 2017). En modifiant la dynamique et la diffusion de InsP3, IpgD favorise la génération de signaux locaux de Ca2+ de longue durée sur les sites d’invasion de Shigella et convertit les réponses oscillatoires globales induites par Shigella en réponses erratiques à dynamique et amplitude atypiques (Sun et al., 2017). De plus, IpgD inhibe les réponses dépendantes de l’InsP3 au cours d’une cinétique d’infection prolongée. IpgD agit ainsi en tant que régulateur du code Ca2+ impliqué dans de nombreuses fonctions cellulaires. IpgD empêche l’activation de la calpaïne dépendante du Ca2+, préservant ainsi l’intégrité des structures d’adhérence cellulaire pendant les premiers stades de l’infection (Sun et al., 2017).

Références citées

2Ashida H., Mimuro H. et Sasakawa C., « Shigella manipulates host immune responses by delivering effector proteins with specific roles », Frontiers in Immunology, vol. 6, 2015, p. 219, DOI : 10.3389/fimmu.2015.00219.

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Publications

3Wacquier B., Combettes L., Van Nhieu G.T. et Dupont G., « Interplay between intracellular Ca(2+) oscillations and Ca(2+)-stimulated mitochondrial metabolism », Scientific Reports, vol. 6, 2016, p. 19316, DOI : 10.1038/srep19316.

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Pour citer cet article

Référence papier

Guy Tran Van Nhieu, « Communication intercellulaire et infections microbiennes / Intercellular communication and microbial infections »L’annuaire du Collège de France, 117 | 2019, 642-645.

Référence électronique

Guy Tran Van Nhieu, « Communication intercellulaire et infections microbiennes / Intercellular communication and microbial infections »L’annuaire du Collège de France [En ligne], 117 | 2019, mis en ligne le 04 juin 2020, consulté le 03 octobre 2022. URL : http://journals.openedition.org/annuaire-cdf/14779 ; DOI : https://doi.org/10.4000/annuaire-cdf.14779

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Guy Tran Van Nhieu

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