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Institut de Biologie StructuraleGrenoble / France

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Evaders” Une nouvelle stratégie de résistance chez les bactéries pathogènes

Les infections sanguines causées par des agents pathogènes bactériens sont particulièrement mortelles en milieu hospitalier. Une fois que des bactéries, telles que Pseudomonas aeruginosa, entrent dans la circulation, elles doivent faire face au système immunitaire inné du sang. Cependant, les stratégies employées par ce pathogène pour résister au système du complément et aux cellules phagocytaires n’ont jamais été étudiées dans le modèle de sang total. En étudiant la survie d’un ensemble de six souches de Pa dans le sang total humain, nous avons montré que la résistance à l’activité microbicide du complément est le principal moteur de la survie bactérienne. Nous avons également découvert que les bactéries sensibles au complément étaient capables d’éviter une éradication totale, grâce à la formation d’une sous-population appelée « evaders » résistante à l’action lytique du complément. Selon les souches étudiées, ces " evaders " représentent entre 0,0001 et 0,01% de la population initiale. [1]. Les échappées se forment dans d’autres bactéries pathogènes opportunistes telles que Acinetobacter baumannii, Burkholderia multivorans, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae et Yersinia enterocolitica. Bien que génétiquement identiques au reste de la population sensible au complément, ces « evaders » développent une nouvelle stratégie leur permettant de persister dans la circulation sanguine et donc de se répandre dans tout l’organisme, notamment en l’absence de traitements antibiotiques efficaces.

Deux mécanismes peuvent expliquer l’apparition des « evaders » :
- mécanisme aléatoire : aléatoirement, les bactéries subissent des modifications épigénétiques/phénotypiques dont certaines les prédisposent à une résistance accrue au stress induit par le système du complément (bactérie rouge). Quand le stress est appliqué, toutes les bactéries sauf celles ayant acquis ce phénotype particulier, sont éliminées. Lorsque le stress est supprimé, ces variants phénotypes se divisent et génèrent une population identique à la population de départ composée majoritairement de bactéries sensibles et d’une faible proportion d’« evaders ».
- mécanisme déclenchée par le stress : l’application du stress par le système du complément induit l’apparition de modifications phénotypiques conduisant à une résistance accrue à ce stress. Toutes les bactéries, sauf celles ayant acquis ce phénotype particulier, sont éliminées lorsque le stress est appliqué. Quand le stress est supprimé, ces variants phénotypes se divisent et génèrent une population identique à la population de départ, à savoir dépourvue d’« evaders ».

Référence
[1]Pont S, et al (2021) PLoS Pathogens. DOI : 10.1371/journal.ppat.1008893