Shigella engendre des sous-populations distinctes d'MAIs pendant l'invasion des cellules épithéliales pour favoriser l'établissement de sa niche

Shigella triggers distinct IAM subpopulations during epithelial cell invasion to promote efficient niche establishment

• Auteur / Autrice : Lisa Sanchez
• Direction : Jost Enninga
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Infectiologie (ed 562)
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 14/11/2022
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jason King, Natalie Sauvonnet, Sabrina Marion, Hubert Hilbi, Jost Enninga
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sabrina Marion, Hubert Hilbi

Mots clés

Mots clés libres

Protéines à domaine BAR

Infection bactérienne

Criblage à haut contenu

Pathogènes bactériens intracellulaires

Trafic membranaire

Rab GTPases

Shigella flexneri

BAR domain-containing proteins

Bacterial infection

High-content screening

Intracellular bacterial pathogens

Membrane trafficking

Rab GTPases

Shigella flexneri

Résumé

Shigella flexneri, l'agent responsable de la dysenterie bacillaire, est une bactérie pathogène entéro-invasive qui envahit les cellules épithéliales non phagocytaires. Par un système de sécrétion, à la façon d'une seringue, il injecte des effecteurs dans la cellule hôte, déclenchant un réarrangement de l'actine. Cela conduit à: (i) son absorption dans une vacuole étanche, et simultanément (ii) à la formation de grandes vésicules, appelées macropinosomes associés à l'infection (MAI). Ensuite, Shigella rompt sa vacuole, appelée vacuole contenant la bactérie (VCB), et s'échappe dans le cytosol de la cellule hôte en se débarrassant des fragments de la VCB. Il est intéressant de noter que des communications MAI-VCB ont lieu avant la rupture favorisant une rupture efficace de la VCB et permettant à la bactérie de se débarrasser des restes de membranes. De plus, cet échappement de la VCB est favorisé par des facteurs de l'hôte recrutés sur les MAIs tels que RAB11A. Malgré la découverte d'un rôle clé des MAIs dans l'infection, on en sait peu à leur sujet ou sur la contribution des facteurs MAI-hôte et leur implication dans les étapes d'invasion de Shigella. Sur la base d'une analyse protéomique des MAI et d'un crible fonctionnel de la rupture de la VCB, nous avons étudié par un crible à haut contenu le recrutement d'une famille de protéines hôtes contrôlant la courbure de membranes, appelées protéines à domaine BAR, dans le contexte d'infection par Shigella. Nous avons identifié la protéine de recyclage endosomal Sorting Nexin-8 (SNX8) présente au niveau des MAIs où nous avons observé qu'elle induit le recyclage membranaire de ces derniers. La caractérisation de cette protéine vis-à-vis des facteurs de rupture de la VCB tels que RAB11A a révélé la présence de populations distinctes de MAIs dans l'espace entourant la VCB avant la rupture, l'une étant positive pour SNX8 et l'autre passant de SNX8 à RAB11A. Dans ce travail, nous proposons un rôle de SNX8 en tant que "gardien" de l'échappement de la VCB. Nous étudierons les différentes populations de MAI identifiées et mettrons en lumière les voies moléculaires des MAI subverties par Shigella. Ainsi, ce travail mettra en lumière les fonctions des MAIs dans l'évasion de la VCB de la bactérie pathogène intracellulaire Shigella.

Shigella flexneri, the causative agent of bacillary dysentery, is an entero-invasive bacterial pathogen that invades non-phagocytic epithelial cells. Through a syringe-like apparatus, it injects effector proteins into the host cell, triggering actin rearrangements leading to: (i) its uptake within a tight vacuole, and simultaneously (ii) the formation of large vesicles, termed infection-associated macropinosomes (IAMs). Afterwards, Shigella ruptures its vacuole, termed the bacterial-containing vacuole (BCV), and escapes into the host cytosol by shedding off the BCV remnants. Interestingly, IAM-BCV communications occur prior to rupture and promote efficient BCV rupture as well as remnant peeling. Moreover, BCV escape is promoted by host factors recruited to IAMs such as RAB11A. Despite the discovery of a key role of IAMs in infection, little is known so far about them or the contribution of IAM-host factors and their involvement in the invasion steps of Shigella. Based on an IAM-proteomic analysis and BCV rupture functional screen, we investigated by a high-content screen the recruitment of a family of host proteins driving membrane curvature and membrane sensing called BAR domain proteins during Shigella infection. We identified the endosomal recycling protein Sorting Nexin-8 (SNX8) present at IAMs where we observed it induces membrane recycling. The characterization of this protein vis-à-vis BCV rupture factors such as RAB11A revealed the presence of distinct populations of IAMs surrounding the BCV prior to rupture spatially, one SNX8-positive and the other transitioning from SNX8 to RAB11A. In this work we propose a role of SNX8 as "gatekeeper" of BCV escape. We will investigate the different IAM populations identified and shed light on the molecular pathways at IAMs subverted by Shigella. Thus, this work will shed light on the functions of IAMs in BCV-escape of intracellular bacterial pathogen Shigella.