Menu
Institut de Biologie StructuraleGrenoble / France

Contacts relatifs à cet article / JOB Viviana
Contacts relatifs à cet article / JOB Viviana
Contacts relatifs à cet article / JOB Viviana

Effet de la toxine ExoU

La majorité des souches cliniques de P. aeruginosa sont capable de transloquer les toxines ExoU ou ExoS, ExoT et ExoY dans le cytoplasme des cellules cibles. Nous avons étudié les effets de ces trois de ces exotoxines sur les cellules endothéliales humaines et décrit leur rôle dans la perturbation de la signalisation cellulaire [1-4].

https://youtu.be/Kg5dgp1863Y

Fig. 1 : Quantification par imagerie, de l’intensité de la fluorescence émise par l’incorporation de l’iodure de propidium (en rouge) des cellules infectées par la souche PA14 (ExoU+)

DNAJC5 est nécessaire pour la toxicité de ExoU

On a utilisé un criblage à l’échelle du génome basé sur la technologie de CRISPR-Cas9 pour découvrir que ExoU nécessite DNAJC5, un chaperonne de l’hôte, pour son activité nécrotique. DNAJC5 est connu pour participer à une voie de sécrétion non conventionnelle pour les protéines mal repliées impliquant un trafic vésiculaire antérograde. Nous montrons que les cellules humaines déficientes en DNAJC5, ou drosophiles mutantes pour l’orthologue de DNAJC5, sont largement résistantes à la virulence ExoU-dépendante. ExoU colocalise avec les vésicules DNAJC5-positives dans le cytoplasme de l’hôte. Les mutations DNAJC5 empêchant le trafic de vésicules inhibent la lyse cellulaire dépendante d’ExoU. Nos résultats suggèrent qu’une fois injecté dans le cytoplasme de l’hôte, ExoU s’accroche aux vésicules de sécrétion positives pour DNAJC5 pour atteindre la membrane plasmique, où il peut exercer son activité phospholipase.

Fig. 2 La toxine ExoU et la protéine eukaryote DNAJ5 co-localisent. Les cellules épithéliales A549 sont infectés par Pseudomonas aeruginosa exprimant ExoU catalytiquement inactif et ensuite révélés par immunoflourescence. DNAJC5-FLAG (signal vert), ExoU (rouge). Une section en z est montrée. Les images ont été pris par Apotome.

Fig. 3 Modèle du trafic de ExoU dans les cellules hôtes. Suite à la translocation dans le cytoplasme de la cellule hôte par le T3SS, la toxine voyage vers la région périnucléaire, comme suggéré par le comarquage ExoU/EEA1. Puis, ExoU se lie à la membrane limitante de l’endosome tardif (décorée par Lamp2 et DNAJC5). ExoU se lie à la membrane externe de la membrane de la vésicule et coopte le DNAJC5 qui participe a la voie dite de « MAPS » pour atteindre le transport antérograde vers la périphérie cellulaire, pour attendre finalement le membrane plasmidique. La fusion des vésicules avec le MP rapproche ExoU des feuillet interne, où elle se lie à PI(4,5)P2. Cette liaison déclenche des changements de conformation dans ExoU, conduisant à la oligomérisation de la toxine et activation de son activité phospholipase, qui induit finalement la rupture des la MP.

Effet des toxines ExoS – ExoT


Fig. 4 : Quantification par imagerie, des noyaux brillants (marquage Hoechst) reflétant l’effet des toxines du T3SS sur des cellules infectées par la souche PAO1 (ExoS+). Wallez Y. et al (2018) Scientific Reports

Références
[1] Huber et al (2014) Cell Mol Life Sci 71(10):1927-1941.,
[2] Bouillot et al (2015) Infection and immunity 83(5):1820-1829.,
[3] Walley et al (2018) Scientific reports 8(1):5. doi : 10.1038/s41598-017-18501-9.
[4] Deruelle et al (2021) Nat Commun, doi.org/10.1038/s41467-021-24337-9