Etude des interactions hôte-pathogène sur le modèle Dosophila melanogaster- Bacillus cereus

Au cours du processus infectieux d’un pathogène, deux mécanismes opposés sont mis en jeu, à savoir les mécanismes de défense immunitaire de l’hôte et les stratégies d’échappement et de contournement développés par le pathogène. Cette confrontation fonctionnelle a été littéralement illustrée par l’expression « The battle of two genomes ». La compréhension de cette interaction complexe nécessite un organisme modèle qui puisse servir de plateforme pour examiner simultanément les deux faces de l’équation hôtes-pathogènes. Grâce à la puissance de ses outils génétiques et à l’avancement des connaissances sur ses mécanismes de défense immunitaire, la mouche du vinaigre Drosophila melanogaster a émergé comme un organisme modèle adapté pour identifier et analyser les fonctions des gènes codant des facteurs de virulence. Comme pathogène, nous nous sommes intéressés aux bactéries appartenant au groupe Bacillus cereus. Ces bactéries présentent un double intérêt, d’ordre médical et agronomique, puisqu’elles regroupent à la fois des pathogènes d’humains et d’insectes. Notamment, B. thuringiensis est un pathogène d’insectes qui a été largement exploité pour l’élaboration de biopesticides. Le présent travail vise à explorer les stratégies élaborées par ces pathogènes, afin de leurrer le système immunitaire de l’hôte.La modification des composants de la paroi cellulaire est un moyen important pour les pathogènes de résister aux peptides antimicrobiens cationiques (CAMP), qui sont les principaux effecteurs de la réponse immunitaire innée. Ainsi, l’incorporation de résidus D-alanine aux acides téichoïques (AT) confère aux bactéries à Gram positif une charge négative externe réduite, altérant ainsi la liaison et l'interaction des CAMP. Cette modification de surface, catalysée par l’activité des gènes de l’opéron dlt. Ici, nous avons cherché à caractériser le rôle de cette modification de la paroi cellulaire dans la résistance de B. thuringiensis aux défenses de l'hôte à l'aide du modèle drosophile. L'analyse comparative du potentiel immunostimulateur de la souche sauvage et du mutant dlt, nous a permis de montrer, qu'au-delà de la résistance aux CAMP, la D-alanylation empêche la détection du pathogène par les récepteurs du système immunitaire inné, et donc l'induction de la voie IMD chez la drosophile. D’une façon intéressante, nous avons aussi montré que ce mécanisme a également été adopté par Lactobacillus plantarum, une bactérie dominante du microbiote intestinal, pour réguler son potentiel immunomodulateur et permettre sa persistance dans l'intestin de la drosophile. En effet, nos données montrent que la D-alanylation des AT limite la libération de fragments immunostimulateurs de peptidoglycane (PGN) et leur détection subséquente par le système immunitaire inné de l'hôte. Cette caractéristique provient, en partie, de sa résistance aux lysozymes cationiques intestinaux.Afin de caractériser d'autres mécanismes de virulence chez B. cereus, nous avons ensuite criblé une banque de mutants de la souche Bt407 de B. thuringiensis, pour un phénotype de sensibilité accrue aux CAMP. La caractérisation d’un mutant du gène fliK nous a permis de montrer que ce gène, nécessaire à l'assemblage flagellaire chez B. thuringiensis, permet également à la bactérie de limiter la libération de fragments immunostimulateurs de PGN. Ce résultat indique, pour la première fois, l’existence un lien entre le gène fliK, la stabilité de la matrice de la paroi cellulaire et l'immunité des insectes.L'ensemble de nos résultats permettent de mieux comprendre la pathogenèse et les effets probiotiques des espèces bactériennes et d’envisager de nouvelles stratégies de traitement des maladies infectieuses.