Manipulation de la réponse adaptative par Shigella : induction de l'apoptose des cellules B dépendante du facteur de virulence IpaD

Manipulation of the adaptive immune response by Shigella : Induction of B cell apoptosis dependent on the IpaD virulence factor

• Auteur / Autrice : Katharina Nothelfer
• Direction : Armelle Phalipon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Apoptose

Lymphocytes B

Systèmes bactériens de sécrétion

Dysenterie bacillaire

Shigella

Résumé

Shigella, une bactérie à Gram-négatif, est l'agent responsable de la dysentrie bacillaire, une rectocolite aigüe caractérisée par l'invasion de la muqueuse colo-rectale et l'induction d'une inflammation aigüe accompagnée d'une destruction tissulaire massive. L'immunité naturelle, de courte durée, est médiée par des anticorps et requiert plusieurs infections pour être initiée. L'objectif de ce travail était d'analyser si le ciblage direct des lymphocytes par Shigella pouvait avoir un impact sur l'induction de la réponse spécifique. Nous rapportons ici que Shigella cible les lymphocytes B requis pour la mise en place de l'immunité protectrice. Dans un modèle d'infection ex vivo de tissu colique humain, nous montrons que Shigella interagit avec les cellules B et occasionnellement les envahit. In vitro et in vivo, nous observons une réduction de la population de lymphocytes B suite à l'infection par Shigella, et ce, de façon dépendante du système de secretion de type III (SST3). Cette réduction est liée à l'apoptose des cellules B, qui curieusement est indépendante de la translocation d'effecteurs du SST3 dans les lymphocytes B mais requiert le contact extracellulaire avec la protéine de virulence IpaD présente à l'extrémité de l'aiguille composant le SST3. En parallèle de ces résultats qui révèlent un nouveau mécanisme d'action du SST3 de type ''touché-coulé'', nous montrons que Shigella grâce à l'injection d'un effecteur via le SST3 cible aussi les lymphocytes T et inhibe leur migration. Ces résultats révèlent de nouveaux mécanismes développés par les bactéries pathogènes pour manipuler la réponse immune de l'hôte et limiter la mise en place d'une immunité protectrice.

Shigellla is a Gram-negative bacterium responsible for bacillary dysentery, an acute recto-colitis reflecting invasion of the colonic and rectal mucosa that results in inflammation and massive tissue destruction. Antibody-mediated immunity to Shigella requires several episodes of infection to get primed and is short-lasting. The aim of this work was to investigate whether direct targeting of lymphocytes by Shigella could impair the priming of the specific response. We describe that Shigella targets B lymphocytes, the lymphocyte population that confers antibody-mediated protection against Shigella. In an ex vivo human colonic infection model wild-type (WT) Shigella, but not the Type Three Secretion System (T3SS) mutant, interacts with an occasionally invades B cells. In in vitro approaches, as well as in an in vivo murine infection model, we observe that the B cell pool is significantly reduced upon WT Shigella infection. Moreover, despite low invasion rates, Shigella induces apoptotic B cell death in a T3SS-dependent manner. Intriguingly, B cell apoptosis is not dependent on the translocation of virulence effectors into the host cell, but rather on the extracellular exposure of B cells to the Shigella virulence protein IpaD that is present at the tip of the T3SS needle. Additionally to these findings, which demonstrate a new ''kiss and kill'' mechanism of T3SS action, we describe an ''injection-only'' mechanism, by which Shigella targets T lymphocytes and inhibits their migration by injection of one of its T3SS effectors. These findings reveal novel mechanisms for pathogenic bacteria to undermine the host and impair the mounting of an effective protective immune response.