Mécanismes moléculaires impliqués dans le cycle intracellulaire et la dissémination de Francisella tularensis

Molecular mechanisms involved in the intracellular cycle and dissemination of Francisella tularensis

• Auteur / Autrice : Héloïse Rytter
• Direction : Alain Charbit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 26/09/2022
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Necker Enfants-Malades (Paris ; 2014-....)
• Jury : Président / Présidente : Stéphane Meresse
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Meresse, Florent Sebbane, Patricia Renesto, Julie Guignot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Florent Sebbane, Patricia Renesto

Mots clés

Mots clés contrôlés

Voie des pentoses phosphates

Photosynthèse

Francisella tularensis

Cycle cellulaire

Mots clés libres

Francisella tularensis

Métabolisme

PPP

Hub

Dissémination

Merocytophagie

Inflammasome

Omic

Francisella tularensis

Metabolism

PPP

Hub

Dissemination

Merocytophagie

Inflammasome

Omic

Résumé

Francisella tularensis est une bactérie à multiplication intracellulaire facultative responsable d'une zoonose : la tularémie. Cette pathologie se manifeste sous de nombreuses formes dépendantes du mode d'entrée de la bactérie et peut, dans certains cas graves, mener à la mort du patient. In vivo, cette bactérie se multiplie essentiellement à l'intérieur des macrophages. La virulence de Francisella est liée notamment à sa capacité d'adaptation et de multiplication dans le compartiment cytoplasmique des cellules infectés. Pour cela, la bactérie a développé de nombreuses stratégies pour y récupérer les nutriments essentiels à sa croissance. Dans la première partie de cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'importance de la voie des Pentoses Phosphates de la bactérie dans son cycle intracellulaire. Nous avons pu démontrer que certaines enzymes de cette voie telles que la transkétolase (tktA), la ribose 5-posphate isomérase A (rpiA) et le ribulose3-phosphate épimerase 3 (rpE) étaient essentielles pour la multiplication initiale dans les macrophages murins. Par des analyses multi-omiques, nous avons également pu mettre en évidence que la voie des Pentoses Phosphates constituait un « hub » métabolique majeur avec de nombreuses connexions à d'autres voies métaboliques telles que le cycle de Krebs, la glycolyse, la gluconéogénèse ou encore la voie de dégradation des acides gras. Dans une seconde partie, nous nous sommes intéressés à la dissémination par contact direct de cellule à cellule de Francisella. Ce mode de dissémination majoritaire a été peu décrit et ne dépend pas de la formation de queues d'actine comme c'est le cas chez d'autres pathogènes comme Listeria et Shigella. Nous avons démontré que ce mode de dissémination nommé merocytophagie s'apparentait à la phagocytose et dépendait de la caspase 1, un acteur de l'inflammation.

Francisella tularensis is a facultative intracellular multiplying bacterium responsible for a zoonosis: tularemia. This disease manifests itself in many forms depending on the mode of entry of the bacterium and can in some severe cases lead to the death of the patient. The virulence of F. tularensis is linked to its ability to adapt and multiply in the cytoplasm of the host. Indeed, the bacterium has developed many strategies to retrieve the nutrients essential for its growth. In a first part, we were interested in the importance of the Pentose Phosphate pathway of the Francisella in its intracellular cycle. We were able to demonstrate that some enzymes of this pathway such as transketolase (tktA), ribose 5-posphate isomerase A (rpiA) and ribulose3-phosphate epimerase 3 (rpE) were essential for the initial multiplication in murine macrophages. By OMIC analyses, we were also able to show that the Pentose Phosphate pathway constitutes a major metabolic hub with numerous connections to other metabolic pathways such as the tricarboxylic acid cycle, glycolysis, gluconeogenesis or the fatty acid degradation pathway. In a second part, we were interested in the dissemination by cell-to-cell contact of F. tularensis. This major mode of dissemination has been little described and does not depend on the formation of actin tails as it is the case in other pathogens. We demonstrated that this mode of dissemination, called merocytophagy, was similar to phagocytosis and depended on caspase 1, an actor of inflammation.