Entrée

Entrée des bactéries
et interactions avec le cytosquelette
Entrée des bactéries
et interactions avec le cytosquelette
Bactéries pathogènes
Extracellulaires
toxines
Intracellulaires
Entrée type zipper
type trigger
Multiplication intracellulaire
Vacuole
cytosol
Passage cellule - cellule
Salmonella
Espèce: Salmonella enterica
 9 sous-espèces
 2500 sérotypes
 Salmonellose:

– Fièvres typhoides
– Gastroentérites
Listéria
Bactéries opportunistes
 Contamination: chaînes des aliments
 Listériose:

– Mots de tête, des méningites, risques
d’avortement chez la femme enceinte
Shigella
Entérobactéries proches des E. coli
 exclusivement humains
 4 espèces dont:

– Shigella dysenrereria (dysenterie bacillaire)
Yersinia
Entérotoxinogènes
 Y. enterocolitica et Y. pseudotuberculosis:
gastroentérites
 Y. pestis: peste pneumonique et bubonique

Escherichia coli
Pas toutes entéropathogènes
 EIEC : virulence comme Shigella
 ETEC: « Turista »:

– sécrétion de toxines
Mécanisme d’invasion
Composition de la flore: résistance à la
compétition entre bactéries de l’intestin et des
conditions de l’intestin
 Substances microbicides: défensines, mucus,…
 Facteurs mécaniques: desquamation,
péristaltisme intestinal,…
 Passage de la barrière cellulaire
 Résistance à la réponse immunitaire
(PAM, IgA, cellules)…

Stratégies de translocation de l’intestin
 Cellules
M
 Pôle apical
 Pôle baso-latéral
 Transcytose des entérocytes
 Capture par les phagocytes
Stratégies de translocation de l’intestin
Listeria
Cossart and Sansonetti, Science 2004
Entrée
 Mécanisme
actif
 Cellules non-phagocytaires : La bactérie
« force » la cellule à l’internaliser
 Cellules phagocytaires : La cellule « ingère de
force » la bactérie
 Mécanisme
de survie
 à l’abri de la RI
 présence de nutriments
Mécanisme d’entrée
 Adhésion
à la surface cellulaire
Rapprochement bactérie-cellule
Accés à d’autres composants
Induction d’un signal d’internalisation
 Internalisation
Mécanisme de Type « Zipper »
faible perturbation membranaire
Mécanisme de Type « Trigger »
forte perturbation membranaire
Molécules impliquées
Entrée type trigger : Salmonella
Notion d’îlot de pathogénicité :
Acquisition par transfert horizontal.
Une bactérie peut en contenir plusieurs
SPI-1, SPI-5 = entrée
SPI-2, SPI-3, SPI-4 = survie
intracellulaire
TypeIII secretion system-invasome
SPI-1 : SipA, SipB, SipC,
SptP, IagB, AvrA
SPI-5 : SopB
SopE, SopE2,
Appareil de sécrétion de type III :
Système complet, inductible pour
injecter des protéines qui sont capables
de moduler la réponse de l’hôte
(cytosquelette).
Sécrétion des protéines du T3SS-1
Les effecteurs sont stockés en présence de chaperons
dans la bactérie
 Phase exponentielle : assemblage du T3SS sans sécrétion
 Contact cellulaire : secrétions des protéines dans cytosol
de la cellule (ATP)

IpaB – récepteur ac. Hyaluronique (CD44)
 rôle du cholesterol (salmonelle)
Membranes ruffles : actine
 Retour à la normale : dépolymérisation de l’actine

Régulation du cytosquelette cellulaire
Régulation par des cascades de phosphorylation : Dans la forme de
la cellule, la différentiation, l’embryogenèse, la division…
Régulation du cytosquelette cellulaire
Plasma membrane
Rho
.
L’actine est régulée par
Rho GEF
- Des Rho GTPases (RhoA, Cdc42, Rac1)
- Complexe Arp2/3
GDP
Pi
GTP
Rho GDI
Rho GDI
Rho GDI
Rho
.
GDP
Rho
.
GTP
SopE
SptP
GDP
Pi
GTP
Rho GDI
Rho GDI
Rho GDI
Rho
.
GDP
Rho GAP
GTP
Régulation du cytosquelette d’actine
•Injection
•SopE (GEF):
Activation de Rac, Cdc42
•SopB-SopE:
Formation du complexe
Arp2/3
•Nucléation de l’actin:
SipC,
•Stabilisation filaments:
SipA,
• Membrane ruffles
• Entrée de Salmonella
•SptP : dépolymarisation
Action antagoniste de SopE et de SptP
Expression de
SopE dans les
cellules
Microinjection
de SopE et de
SptP dans les
cellules
Comment Salmonella peut controler
l’action de deux protéines antagonistes ?
 Injection
 Injection
à différent temps
en même temps, mais régulation de
leurs stabilités
SopE and SptP
are translocated
via the T3SS
SopE directs
cytoskeletal
rearrangements
and is then degraded
by the proteosome
SptP GAP activity
deactivates Cdc42
and Rac, restablizing
the cytoskeleton
Cells start to
look normal
and SptP is
degraded by
the proteosome
Entrée type zipper
 Interaction avec les récepteurs,
 Clustering signal intracellulaire,
 Extension membranaire,
 formation d’une vacuole,
invagination.
Mécanisme d’entrée de Yersinia



Invasine
Récepteur:
intégrines Béta 1
Cascade de
signalisation
Inhibition de la phagocytose:
Régulation du cytosquelette d’actine
Yop E empêche le recrutement
d‘actine induit par invasine
Contrôle
Yop E-Yersinia
Yop E-Yersinia
10µm
Actine
Actine
Contrast de phase
Yop T empêche le recrutement
d‘actine induit par invasine
Actine
FITC-dextran
10µm
Entrée type zipper : Listeria monocytogenes
La famille des internalines

InlA
 N ter = 15LRR (leucine rich repeat  hélice béta) : impliqué
dans l’adhésion ou l’interaction récepteur-ligand
 C ter = Leu-Pro-X-Thr-Gly (LPXTG) : liaison covalente avec le
peptidoglycane par la Sortase A (41p)

InlB
 Nter = 8 LRR
 Cter = pas de LPXTG, pas de domaine hydrophobe
tandem de 80 acA (GW-) ligand de l’ac. lipoteichoique
Entrée InlB – récepteur de l’hepatocyte
growth factor (cMet)
• Interaction InlB – glycosaminoglycanes
• Extraction de la membr. de InlB?
• Rôle du gC1qR ?
?
• Interaction InlB soluble – cMet
• GAG stabilise la liaison à cMet?
• Phosphorylations de cMet 
Activation de Cdc42/Rac  Arp2/3  actin
Entrée InlA - Ecadhérine

Dimères E cadhérine  jonctions
adhérentes
Internalisation lors de la prolifération

Interaction LRR-domaine extrac. E
cadhérine (proline 16)

Modification de la phosphorylation
des  et  Caténines
Modification de la polymerisation de
l’actine


Modification de Myosine VII et
Vezatine  internalisation
rôle de Rac1, Cdc42, Arp2/3
Passage cellule - cellule
-Mouvement intracellulaire
(10-15µm/min.),
- Formation d’une
protrusion,
- Echappement dans le
cytosol.
- Formation de plages de lyse
Queue d’actine et pathogènes
Bactéries cytosoliques
Listeria monocytogenes
Shigella flexnerii
Rickettsia
Burkholderia
pseudomallei
Mycobacterium
marinum
Virus
Vaccinia virus
Mobilité intracellulaire des Listeria : ActA
ActA (639 ac.a) est nécessaire à
la mobilité dans le cytosol
 ActA est suffisant pour la
mobilité de billes de latex en
milieu d’extrait cellulaire
 ActA est polarisé à la membrane
bactérienne

Un mutant ActA
- s’échappe de la vacuole,
- pousse sous forme de
microcolonies,
- pas de plage de lyse
Rôle des domaines de ActA

N-terminus binds monomeric actin (discontinuous tail formation)
and stimulates Arp2/3 nucleation activity (filament elongation)
– KKRKK sequence functions like WASP-binds Arp2/3
– KKRKK mutants have ActA-null phenotype
– Also has WASP-like acidic region

Proline-rich domain binds Ena/VASP (which binds profilin and Factin_
ActA amino-terminal domain (aa 30-263) is essential for actin
polymerization in cytosol, and is sufficient if anchored to particle
ActA 30-263 does not directly interact with actin; Arp2/3 is required

Rho GTPase independent


Actin, Arp2/3, capping
protein (cp), ADF/cofilin,
et profilin sont suffisant pour
former des queues d’actine en
milieu extracellulaire et
permettre le mouvement des
Listeria in vitro
Nature (1999) 401: 542
Escherichia coli
E. Coli enteropathogène EPEC
EPEC = E. coli responsable de la diarrhées du nouveau né
Perte des villosités, formation d’un piédestal
E. Coli enteropathogène EPEC
Attachement
via flagelle et pili de type IV
Attaching and effacing E. coli EPEC
Attachement via flagelle et pili de type IV
 Rôle majeur du LEE (chromosomique)
 35.5kb, 41 gènes = T3SS

EPEC
EHEC
Mécanismes d’action du LEE

Injection de EspB, D
 Formation du translocon

Injection par le T3SS des EspG, F
 Apoptose des mitochondries
 Modification des cytokératines cellulaires

Injection de Map
 Activation de Cdc42
 Destruction des jonctions serrées

Injection de Tir
 Expression de Tir à la membrane
 Contact Tir-intimin
 Phosphorylation de Tir
 Recrutement de Nck →Cdc42
→ N-Wasp→Arp2/3 → actin
Conclusion
Dialogue moléculaire entre la bactérie et la cellule
 Interaction bactérie-cellule = vue réductionniste
 Prendre en compte la réponse de l’hôte (immunité,
physiologie, génétique)
 Rôle des autres bactéries de l’intestin (commensales,
pathogènes)

Compréhension de la biologie cellulaire
 Développement de vaccins vivants atténués
