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Identification de gènes impliqués dans la virulence de Mycobacterium abscessus à partir d'une banque de mutants et caractérisation de leur rôle et de leur réseau de régulation par une approche RNAseq

Dernière mise à jour 27.07.2017 à 11h49

Axe de recherche : Infection Délégation territoriale : Île de France

Porteur du projet : Jean-Louis HERRMANN
Université de Versailles Saint Quentin en Yvelines - UMR U1173 - Equipe N°3 EPIM - Epidemiologie et Physiopathologie des Infections Microbiennes

Contexte : 
Mycobacterium abscessus (Mabs) est une mycobactérie a croissance rapide opportuniste à laquelle les individus atteints de la mucoviscidose sont particulièrement sensibles. En effet, les infections à Mabs induisent chez ces individus une forte diminution de la fonction respiratoire. Mabs figurant parmi les mycobactéries les plus résistantes aux antibiotiques, le traitement de telles infections est rendu difficile. Comprendre les mécanismes de virulence de Mabs est donc essentiel pour trouver une stratégie de traitement adaptée à cette mycobactérie atypique. Etudier la réponse intracellulaire de Mabs offre une vision globale et intégrée de l’adaptation de cette mycobactérie dans un environnement hostile, de sa préparation avant d’infecter un individu présentant une mucoviscidose, et de comprendre ainsi comment elle entraine une pathologie respiratoire chez ce même individu.

Objectifs :
L’objectif de ce projet est d’identifier les gènes favorisant la survie et la multiplication intracellulaire de Mabs par une approche de séquençage de l’ARN messager (transcriptome) de la bactérie, après qu’elle est été mise en contact soit avec des amibes, soit des macrophages. Mabs est capable de survivre et de se multiplier dans les macrophages, première défense aux infections car cellules de l’immunité innée chez l’homme. Mabs est également capable de se multiplier dans des amibes, phagocytes environnementaux ubiquitaires. L’analyse du transcriptome intra-amibes de Mabs a donc pour objectif d’identifier le pool de gènes de Mabs qui pourraient favoriser la survie dans les macrophages et la pathogénicité de Mabs. Par ailleurs, une spécificité de Mabs est sa capacité à coloniser les poumons, contrairement à son proche parent, Mycobacterium chelonae, responsable d’abcès de la peau. Afin de mieux comprendre ce tropisme infectieux, la comparaison des transcriptomes de Mabs et de M. chelonae est entreprise.

Perspectives :
Les résultats générés depuis presque deux nous permettent d’envisager l’écriture de deux manuscrits. L’analyse des réseaux de régulation impliquant les gènes les plus fortement régulés constitue un intérêt majeur et fera l’objet d’une attention particulière afin d’avoir une vision intégrée de la fonction de ces gènes dans le mécanisme infectieux. L’analyse du transcriptome de M. chelonae ayant été récemment entreprise, l’analyse comparée au transcriptome de Mabs sera réalisée a posteriori. Nous espérons ainsi identifier le pool de gènes potentiellement impliqué dans le succès infectieux de Mabs chez les patients atteints de la mucoviscidose.

Résultats obtenus : 
Les analyses du transcriptome de Mabs intra-amibes et intra-macrophages montrent que la réponse intracellulaire de Mabs est globalement hôte-spécifique puisque 1177 gènes sont spécifiquement régulés en macrophages et 781 gènes en amibes. Parmi les gènes communément régulés en amibes et en macrophages, on constate également une régulation hôte-spécifique : 118 gènes up-régulés en macrophages sont down-régulés en amibes tandis que 161 gènes up-régulés en amibes sont down-régulés en macrophages. La vie intracellulaire fait néanmoins intervenir des gènes communs en amibes et en macrophages (513 gènes down-régulés, 644 gènes up-régulés). A l’échelle des grandes voies métaboliques, on constate à nouveau une spécificité d’hôte concernant les gènes up-régulés. Nous nous sommes de ce fait intéressés plus particulièrement aux gènes les plus fortement up-régulés (variation d’un facteur 16 et plus). Au total, 5 mutants ont été construits dont la caractérisation phénotypique en macrophages a permis de confirmer un rôle de ces gènes dans la virulence de Mabs.