> Pathogénie microbienne moléculaire - INSERM U389
• Résumé
• Saga Shigella
• Objectifs
• Génétique
• Inflammation
• Immunologie
• Vaccins
2 - Molécules et signaux impliqués dans l’entrée de Shigella
dans les cellules épithéliales et dans le passage de cellule à cellule.
Chercheur statutaire : Guy Tran Van Nhieu.
Chercheurs post-doctoraux :Nalini Ramarao, Caroline Clair.
Doctorante : Laurence Bougnères.
Technicienne : Joëlle Mounier.
Shigella est un modèle d’entrée dans des cellules non phagocytaires par un processus de "triggering" impliquant l’induction de la formation d’une poche de macropinocytose par l’induction de réarrangements massifs du cytosquelette déclenchés à la suite de la formation, au niveau de la membrane cellulaire, d’une "plate-forme de signalisation" établie au niveau de l’insertion du pore formé par le complexe IpaB-IpaC. Le rôle de CD44, le récepteur à l’acide hyaluronique, comme récepteur de surface se liant à la protéine IpaB a été démontré ( ). CD44 est exprimé au niveau de la membrane baso-latérale de l’épithélium, en accord avec la démonstration antérieure d’une entrée essentiellement baso-latérale de Shigella dans des cellules épithéliales polarisées ( ).
En accord aussi avec la démonstration par Frank Lafont dans le groupe de Gisou Van der Goot à Genève, en collaboration avec PMM, que cette "plate-forme de signalisation" requiert l’aggrégation de "rafts", l’extraction de cholestérol de la membrane bloquant à la fois l’association de Shigella à la surface de la cellule épithéliale et son entrée dans la cellule ( ). Faisant suite à cette étape précoce, surviennent des réarrangement massif du cytosquelette d’actine qui ont été décrits en détail ( ). Les petites GTPases de la fmille Rho ( , ) et le protooncogène c-src, via la phosphorylation en tyrosine de la cortactine ( , , ), sont les éléments clés de la voie de signalisation qui mène à la nucléation de l’actine. IpaC, une fois inséré dans la membrane de la cellule épithéliale active les voies de signalisation répondant à CDC42/Rac1 et c-src ( , Mounier et coll., manuscrit en préparation).
Le processus d’extension des projections cellulaires est accentué par l’injection de IpgD, une phosphatidyl-inositol phosphatase qui hydrolyse le PI(4,5)P2 et entraine un relachement de la tension entre membrane et cytosquelette cortical ( , ). Suivant cette étape de polymérisation massive de l’actine Shigella injecte la protéine IpaA qui lie la tête N-terminale de la vinculine avec une haute affinité, causant le dépliement de cette protéine qui lie alors l’actine et donne lieu à un complexe qui entraine la formation de courts faisceaux d’actine, très serrés, s’organisant en une pseudo-plaque d’adhésion, avant que la dépolymérisation de ce foyer d’actine permette la finalisation du processus de macropinocytose et l’entrée de la bactérie ( , ).
Suivant la démonstration de son mouvement intracellulaire dépendant de la polymérisation de l’actine, Shigella est aussi devenu un modèle d’étude du mouvement intracellulaire et du passage de cellule à cellule des microorganismes. Il a été montré que Shigella pouvait progresser, comme des organelles, le long des cables de tension de la cellule. Ce type de mouvement a été appelé OLM pour “Organelle-Like Movement” ( ). De plus, en collaboration avec le groupe de Marie-France Carlier (CNRS, Gif), il a été montré que la protéine IcsA induit la polymérisation de l’actine grâce à sa capacité de lier et activer N-WASP, protéine qui elle même lie le complexe Arp 2/3 et induit ainsi la nucléation de l’actine à la surface de la bactérie ( ). Ce mouvement permet par ailleurs la première étape du passage de la bactérie de cellule à cellule ( ). Suivant l’engagement des composants de la jonction intermédiaire de cette cellule, en particulier cadhérines et caténines, une protrusion se forme qui pénètre dans la cellule adjacente ( ). L’internalisation de cette protrusion se fait par un processus actif de phagocytose impliquant la myosine II ( ). L’échappement de la bactérie dans le cytoplasme de la cellule adjacente requiert la sécrétion des protéines IpaB et IpaC ( , ). Enfin, l’expression de connexines par les cellules épithéliales est essentielle à la transmission de signaux de la cellule infectée vers ses voisines, soit directement par jonctions “gap”, soit sur un mode paracrine via des hémi-connexons. Ces signaux, au premier rang desquels sont l’ATP et le calcium, rendent les cellules voisines plus permissives à l’invasion.bactérienne (Tran Van Nhieu et coll., manuscrit soumis).