Institut Pasteur Rapport d'activité de l'unité Biologie des Interactions cellulaires pour l'année 1999

CNRS URA 1960


Responsable : DAUTRY-VARSAT Alice (adautry@pasteur.fr)

Résumé du rapport

Les cellules communiquent avec leur environnement par l’intermédiaire de récepteurs membranaires qui reconnaissent des composés à l’extérieur de la cellule. Ces interactions membranaires peuvent induire un signal intracellulaire et/ou permettre l’entrée de macromolécules voire d’agents pathogènes. Les travaux de l'unité sont consacrés à l'étude de l'entrée dans les cellules eucaryotes aussi bien de récepteurs membranaires que de bactéries intracellulaires, les Chlamydias. Les récepteurs étudiés sont ceux des lymphocytes : récepteur à l’antigène des lymphocytes T et récepteurs d’une cytokine, l’interleukine 2 (IL2). Les Chlamydias sont, selon les souches, responsables de maladies sexuellement transmises, de cécités, d’infections pulmonaires et pourraient être impliquées dans l’athérosclérose. Nous étudions leur voie d’entrée et leur développement dans les cellules hôtes.

Abstract

Cells communicate with their environment through membrane receptors which recognize molecules and particles in the external milieu. These interactions take place at the plasma membrane and may induce intracellular signal or even allow the entry of pathogens into the cell. The research of our laboratory is focused on the entry into eukaryotic cells of membrane receptors and the intracellular bacteria, Chlamydia. Both of the receptors studied are from lymphocytes: the T lymphocyte antigen receptor and the receptors of a cytokine, interleukin 2. Depending on the strain, the chlamydiae are the causative agents of sexually transmitted diseases, pulmonary infections, and eye infections, and they may also be involved in atherosclerosis. We are currently characterizing their entry into and development within host cells.

Texte du rapport

ENTREE DES RECEPTEURS
Les récepteurs membranaires reconnaissent leur ligand à l'extérieur de la cellule et leur interaction est souvent suivie de la transmission d'un signal à la cellule et de l'endocytose du complexe ligand-récepteur. Les récepteurs sont alors soumis à des étapes de tri pour atteindre leur destination finale. Les processus d'endocytose conduisent à des modifications d'expression, de fonction et de localisation des composants membranaires.

Les voies d'endocytose et leur modulation L'internalisation des complexes ligand-récepteur commence le plus souvent par leur localisation dans des puits recouverts de clathrine, régions particulières de la membrane plasmique. Nous avons décrit précédemment, avec l’équipe de N. Bensussan, un nouveau composant de ces puits, la protéine Eps15. Nous avons montré qu’elle est nécessaire à l'endocytose et nous avons obtenu une série de mutants négatifs dominants de Eps15 qui inhibent l'endocytose par récepteurs. Ceux-ci offrent de nouveaux outils puissants pour bloquer spécifiquement la voie d’endocytose passant par les puits recouverts de clathrine. L’endocytose commence par la formation de puits qui se creusent et donnent naissance à des vésicules qui bourgeonnent à partir de la membrane plasmique Ces mouvements membranaires doivent s’accompagner de modifications des surfaces relatives entre le feuillet interne et le feuillet externe de la membrane plasmique. Nous avons montré qu’une augmentation faible de la quantité de lipides présents dans le feuillet interne, obtenue en stimulant une protéine qui transloque les lipides du feuillet externe vers le feuillet interne, suffisait à augmenter la formation de vésicules et l’endocytose. De simples différences de tension entre les deux feuillets de la membrane peuvent donc suffire à induire l’endocytose.

Les signaux gouvernent le tri des récepteurs internalisés (A. Alcover, C. Lamaze, A. Rocca)
Les récepteurs doivent porter des séquences permettant leur entrée et leur tri intracellulaire. Nous avons trouvé de tels signaux dans l’un des récepteurs de la famille des cytokines, le récepteur à l'IL2, et dans le récepteur à l'antigène des lymphocytes T. Nous avons ainsi montré que le récepteur à l’antigène possède dans ses différentes chaînes, des signaux contrôlant son trafic intracellulaire. Selon le mode de stimulation du récepteur, antigène, anticorps ou agents pharmacologiques, un ou plusieurs de ces signaux interviennent pour orienter le récepteur vers une destination finale qui n’est pas toujours la même. Le récepteur de l’IL2 est composé de trois sous-unités : a, b et g. Dans la chaîne b, aussi bien que dans la chaîne g commune à plusieurs récepteurs de cytokines, IL2, 4, 7, 9 et 15, nous avons identifié de courtes séquences peptidiques responsables de leur ciblage vers des compartiments intracellulaires dans lesquels ils sont dégradés. Les mécanismes impliqués dans la reconnaissance de ces signaux sont en cours d’étude.

Réponse des lymphocytes T aux superantigènes bactériens (A. Alcover, A. Roumier)
Certaines toxines bactériennes responsables d’intoxications alimentaires, induisent une forte activation des lymphocytes T et sont également à l'origine d’autres pathologies. Ces toxines appelées superantigènes, sont capables d’induire une réponse immunitaire forte même lorsqu’elles sont présentes en faible quantité. Cette réponse est due à la reconnaissance de ces toxines par les lymphocytes T. Nous avons montré que ceci implique des interactions entre récepteurs à l’antigène sur la membrane des lymphocytes T. D’autre part la reconnaissance de ces toxines induit des changements de motilité et de morphologie qui sont dus à une profonde réorganisation du cytosquelette.

INVASION PAR DES BACTERIES INTRACELLULAIRES, LES CHLAMYDIAS (H. Boleti, J. L. Perfettini, D. Ojcius, A. Subtil, B. Wyplosz) Trois espèces de chlamydias sont pathogènes pour l’homme : C. trachomatis, C. pneumoniae et C. psittaci. Selon les espèces, elles sont à l’origine de diverses maladies telles que le trachome, des maladies sexuellement transmissibles (cervicite, salpingite, urétrite) et des pneumonies atypiques. Les infections primaires dues à des Chlamydias sont très souvent relativement mineures, voire asymptomatiques. Les séquelles, cécité, stérilité, grossesse extra-utérine, apparaissent longtemps après l'infection. Ces bactéries sont des pathogènes intracellulaires stricts qui se nichent dans des compartiments vésiculaires des cellules épithéliales des muqueuses. Tout leur cycle intracellulaire a lieu dans une vacuole délimitée par une membrane dans laquelle elles se différencient et prolifèrent. A la fin de ce cycle, la cellule est lysée et des formes infectieuses des bactéries sont produites. Nous étudions les mécanismes par lesquels ces bactéries entrent dans les cellules, s'y développent et modifient les cellules hôtes. Nous avons étudié la voie d’entrée des chlamydias dans les cellules épithéliales en employant des mutants dominants négatifs de l’endocytose, mutants de la protéine Eps 15 que nous avons caractérisés et un mutant d’une autre protéine impliquée dans la scission des vésicules, la dynamine 1. L’entrée des bactéries n’est inhibée ni par des mutants de la protéine Eps 15, ni par le mutant de la dynamine 1, montrant que les puits et vésicules recouverts de clathrine n’interviennent pas dans l’entrée des bactéries. En fait, les bactéries entrent dans les cellules épithéliales par un mécanisme de phagocytose. Si l’entrée des bactéries n’est pas inhibé par le mutant de la dynamine 1, le développement de la vacuole l’est. Ceci permet de conclure que la dynamine 1 intervient dans un autre processus, probablement la formation de vésicules provenant de compartiments intracellulaires et qui sont importantes pour que la vacuole puisse se développer pendant le cycle infectieux. Enfin, l’infection induit l’apoptose (mort cellulaire programmée) des cellules hôtes, aussi bien dans des cellules en culture que chez des animaux infectés. L’apoptose induite par l’infection se fait par un mécanisme indépendant des molécules effectrices habituellement décrites, et elle est détectable à la fin du cycle infectieux. Nous pensons qu’elle est utilisée par les bactéries pour sortir de la cellule infectée ; lorsque l’apoptose est inhibée, le rendement de l’infection diminue. Les mécanismes ainsi que les liens entre apoptose et pathologie in vivo sont en cours d’étude.

Personnel de l'unité

Secrétariat de l'unité

THEBAUD Kim, IP, kimthe@pasteur.fr

Chercheurs de l'unité

ALCOVER Andrés, IP, aalcover@pasteur.fr DAUTRY-VARSAT Alice, IP, adautry@pasteur.fr OJCIUS David, IP, ojcius@pasteur.fr
LAMAZE Christophe, INSERM, clamaze@pasteur.fr ROCCA Anna, CNRS, arocca@pasteur.fr

Stagiaires de l'unité

BOLETI Haralabia, Post-doctorant, hboleti@pasteur.fr PERFETTINI, Jean-Luc, Thèse, jlperf@pasteur.fr ROUMIER Anne, Thèse, aroumier@pasteur.fr SUBTIL Agathe, Post-doctorant, asubtil@pasteur.fr WYPLOSZ Benjamin, Médecin, Thèse, bwyplosz@pasteur.fr

Autre personnel de l'unité

DUJEANCOURT Annick, IP, adujean@pasteur.fr MALARDE Valérie, IP
SOUQUE Philippe, IP, psouque@pasteur.fr

Publications de l'unité

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