Implication de la carence en phosphates inorganiques dans la virulence bactérienne chez Pseudomonas aeruginosa
Résumé
Introduction Pseudomonas aeruginosa est une bactérie à
l’origine de nombreuses infections respiratoires nosocomiales,
notamment chez les patients sous ventilation mécanique, ou
opportunistes, chez les patients atteints de mucoviscidose et
de bronchopneumopathie chronique obstructive. Le phosphore,
élément indispensable dans le métabolisme de la bactérie, est
incorporé sous forme de phosphates inorganiques (Pi) et régulé par
un système à double composants PhoB-PhoR. Récemment, il a été
montré que P. aeruginosa présentait une augmentation de virulence
en condition carencée en Pi dans des modèles de vers et des modèles
murins d’infections digestives, notamment par la surexpression de
facteurs de virulence régulés par PhoB-PhoR. L’objectif de notre
travail a été de déterminer si la limitation en Pi pendant l’infection
de l’épithélium bronchique humain induisait une modulation de la
virulence bactérienne.
Méthodes Nous avons utilisé un modèle d’infection par P. aeruginosa d’épithélium bronchique humain différencié et fonctionnel,
obtenu par culture de cellules primaires humaines en interface airliquide pendant 35 jours. Pendant l’infection, les Pi du surnageant
de culture ont été dosés et l’expression des gènes de virulence
bactériens a été étudiée par RT-qPCR.
Résultats Nous avons observé une consommation naturelle des Pi
par la bactérie au cours de l’infection jusqu’au seuil de 0,25 mM
entraînant l’activation des gènes de réponse à la carence en Pi,
dont le transporteur de haute affinité phnC-P, et une augmentation de la virulence bactérienne objectivée par une diminution du
temps de destruction de l’épithélium analysée en vidéomicroscopie.
Cette virulence accrue en condition carencée en Pi est corrélée à
une surexpression de facteurs de virulence tels que la phospholipase C (plcN), le régulateur du biofilm mvfR, la lectine PA-IIL (lecB)
et la pyocyanine phzS. Enfin, nous avons également montré que la
supplémentation en Pi du milieu d’inoculation bactérien atténuait
la virulence de P. aeruginosa lors de l’infection dans notre modèle.
Conclusion Chacun des facteurs de virulence surexprimés est sous
la dépendance du facteur de transcription commun « phoB », et
intervient à des étapes importantes de l’infection respiratoire dont
l’adhérence (les lectines), la régulation du biofilm (par le quorum
sensing) ainsi que la production de toxines (pyocyanine et phospholipase). Nos Résultats soulignent donc l’importance de « phoB »
qui permet l’activation d’un ensemble de gènes liés à la virulence
bactérienne en dec¸à d’un seuil de concentration en Pi lors d’une
infection pulmonaire par P. aeruginosa.