Vous êtes ici

Caractérisation et inactivation d’une nouvelle voie de synthèse et de transport d’un métallophore, essentielle à la survie de Pseudomonas aeruginosa dans l'environnement pulmonaire - Applications dans la lutte contre l'infection.

Dernière mise à jour 17.09.2018 à 17h59

Axe de recherche : Infection Délégation territoriale : Provence Alpes

Porteur du projet : Romé VOULHOUX

CNRS Aix Marseille Université - LISM

Contexte : 
Deux partenaires de ce projet ont découvert en 2016 un nouveau système d’import de métaux chez deux pathogènes importants de la mucoviscidose, Staphylococcus aureus et Pseudomonas aeruginosa. Cette voie d’import fait appel à des molécules apparentées à la nicotianamine, une molécule naturelle responsable du transport des métaux dans les plantes, essentielle à la survie de P. aeruginosa dans un mucus pulmonaire.

Le projet consiste à mieux caractériser ce système d’acquisition des métaux et plus particulièrement comprendre son implication dans la colonisation du poumon par P. aeruginosa afin d’envisager son inactivation. Nous avons pour cela mis en place un consortium pluridisciplinaire constitué d’experts dans les différents domaines concernés que sont, 1/ la physiologie de P. aeruginosa, 2/ la biochimie des voies de synthèse et de transport de ces métallophores, 3/ leur synthèse chimique, 4/ les relations Pseudomonas/hôte et 5/ la microbiologie médicale de ce pathogène.

Objectifs :
L’objectif de notre projet est d’utiliser cette nouvelle voie d’import de métaux, essentielle à la survie de P. aeruginosa comme cible pour le développement de nouvelles molécules antibactériennes. Pour cela notre projet se divise en trois axes principaux : 1/ Comprendre le fonctionnement de cette nouvelle voie d’import de métaux. 2/ Définir son rôle dans la colonisation des poumons en particulier chez les patients atteints de mucoviscidose. 3/ Elaborer et découvrir, grâce aux connaissances acquises, de nouvelles molécules spécifiquement dédiées à l’inactivation de cette voie et donc à l’inactivation du pathogène dans le poumon. Grâce aux expertises complémentaires des 5 partenaires du projet mais aussi aux embauches prévues lors de cette étude, les trois axes du projet seront efficacement soutenus et traités jusqu’à l’obtention des molécules inhibitrices.

Perspectives :
Pour les 18 mois restants du projet, les partenaires 1 & 2 poursuivront la caractérisation de la voie pseudopaline en recherchant les voies de franchissement des membranes externes (pour la sortie) et interne (pour l’entrée dans le cytoplasme) empruntées par la pseudopaline. Un investissement conséquent de partenaire 3 et de son embauche sera consacré à la compréhension du rôle de cette nouvelle voie d’import de métaux dans la virulence de Pseudomonas. Pour cela, des tests d’infection aiguë et chronique ont été initiés dans des modèles murins sauvages et mucoviscidosiques et seront poursuivis. 

Enfin et grâce aux résultats obtenus, nous disposons à présent de tous les outils nécessaires à l’identification de molécules inhibitrices. Nous avons pour cela reconstitué in vitro la voie de synthèse de la pseudopaline par la protéine CntM à partir de son précurseur le yNA. Cette activité enzymatique in vitro qui est  facilement quantifiable en microplaques nous permettra de tester de nombreuses molécules pour leur activité inhibitrice. Ainsi nous ciblerons des molécules de synthèse mises au point par le partenaire 5 mais aussi une chimiothèque de plusieurs milliers de molécules. Ces travaux seront réalisés par le partenaire 5 et son embauche en étroite collaboration avec le partenaire 2. Le partenaire 1 et son doctorant seront quant à eux impliqués dans l’évaluation in vivo des molécules sélectionnées.

Résultats obtenus : 
A ce jour et après 18 mois de travaux, les objectifs prévus dans le plan initial sont respectés et parfois même dépassés. Nous avons généré de nombreux résultats supportant l’intérêt et la faisabilité de notre projet. En effet, l’importance de cette voie d’import de métaux dans la croissance de Pseudomonas aeruginosa dans l’hôte a été confirmée par la mise en évidence de sa conservation dans un panel de 92 isolats cliniques et de son induction chez un patient CF infecté par Pseudomonas. Nous avons également poursuivi la caractérisation de cette voie en identifiant les portes de sortie (membrane interne) et d’entrée (membrane externe) de la pseudopaline (petite molécule impliquée dans la captation et l’import des métaux) et en montrant son implication dans l’import de zinc. Pour les besoins du projet, nous avons intégralement reconstitué in vitro la voie de synthèse naturelle de la pseudopaline et mis au point un protocole chimique pour sa synthèse en grande quantité.