Étude de l’impact des interactions chromosomiques dépendantes de Lsr2 dans les processus infectieux liés à Mycobacterium abscessus

Porteur du projet : Frédéric CREMAZY

Université Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines - UMR 1173

Contexte :
Les patients atteints de mucoviscidose sont sujets à des infections respiratoires sévères causées notamment par Mycobacterium abscessus, un pathogène résistant à l’action de nombreux antibiotiques et qui montre des capacités exceptionnelles d’adaptation aux mécanismes de défense immunitaire de l’homme. Cette bactérie peut arborer deux formes de morphologies différentes (ou morphotypes). La première, dite « lisse », peut non seulement résister à la digestion par les macrophages, mais peut aussi s’y développer afin d’assurer sa persistance, souvent durant plusieurs années. Mais elle peut aussi se transformer en une forme plus virulente, dite « rugueuse », responsable de la destruction des tissus pulmonaires. Nous n’avons encore que peu de connaissances sur les mécanismes d’adaptation à la vie intracellulaire de ce pathogène et sur la manière dont s’effectue son changement de morphologie dans les poumons du patient. Récemment, nous avons isolé une nouvelle protéine appelée Lsr2, qui appartient à une famille de protéines qui influencent la structure du chromosome bactérien afin de modifier l’expression des gènes impliqués dans ces mécanismes.

Objectifs :
Ce nouveau projet vise à comprendre ce mécanisme de sélectivité. Comme d’autres protéines appartenant à la famille des NAP, les protéines Lsr2, fixées à des endroits différents du chromosome, peuvent interagir ensemble afin de créer des boucles d’ADN qui vont modifier la structure des régions contenant les gènes. Ces boucles peuvent avoir de nombreux effets sur leur régulation, comme par exemple restreindre l’accès à d’autres facteurs impliqués de leur expression. Notre hypothèse est que la formation de ces boucles de régulation crées par Lsr2 ne sont pas les mêmes suivant l’environnement de la bactérie ou encore son aspect morphologique. Nous souhaitons donc implémenter une nouvelle technique appelée HiCHIP, qui nous permettra de mettre en évidence l’existence de ces boucles, notamment lors de l’infection de macrophages par M. abscessus, et de montrer que leur présence ou leur absence est à la base de mécanisme de régulation des gènes par Lsr2.

Perspectives :
Les résultats attendus par l’étude du mode d’action de Lsr2 permettront de mettre en évidence pour la première fois les liens complexes existant entre la dynamique de la structure du chromosome de M. abscessus et l’expression des gènes impliqués dans son adaptation à la vie intracellulaire dans le macrophage. A plus long terme, ils pourront permettre le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques visant à altérer la capacité de M. abscessus à proliférer dans les tissus pulmonaires de patients atteints de mucoviscidose en rétablissant la capacité des macrophages à éliminer ce pathogène de l’organisme des patients.

Résultats obtenus :
Dans un projet de recherche toujours en cours dans notre laboratoire, nous avons identifié les gènes dont l’expression est régulée par la protéine Lsr2 chez M. abscessus. Nous avons ainsi pu montrer que Lsr2 contrôle des gènes différents selon si nous analysions son activité dans les morphotypes lisses ou rugueux de cette bactérie. Dans tous les cas, la grande majorité de ces « cibles » sont impliquées dans la résistance aux antibiotiques, l’adaptation à la vie à l’intérieur du macrophage ainsi que dans cette transformation morphologique responsable de l’augmentation de la pathogénicité. Nous savions aussi que l’effet de Lsr2 passe par sa liaison sur les séquences d’ADN portant ses gènes cibles. Nous avons donc identifié l’ensemble des sites de fixation de Lsr2 sur le chromosome de M. abscessus. A notre grande surprise, cette fixation est identique entre les morphotypes lisses et rugueux, ce qui implique que la sélectivité des gènes qu’il régule ne passe pas simplement par cette liaison.