Rôle du di-AMP cyclique dans la physiologie de Streptococcus agalactiae

Streptococcus agalactiae, également appelé streptocoque du groupe B (SGB) est une bactérie à Gram positif, capsulée, commensale des voies digestives et urogénitales. Cependant, le SGB est la principale cause d’infections invasives (septicémie, pneumonie et méningite) chez les nouveau-nés dans les pays occidentaux à haut revenu (UE, Amériques du nord). La virulence du SGB dépend de plusieurs facteurs impliqués dans l’adhésion et l’invasion tissulaire, ainsi que dans l’échappement au système immunitaire de l’hôte. Récemment, un nouveau mécanisme a été identifié au sein de l’Unité permettant au SGB de contrôler l’activation du système immunitaire inné par le di-AMP cyclique (di-AMPc) bactérien. Le di-AMPc est synthétisé spécifiquement par les bactéries et est reconnu par les cellules de l'hôte infectées pour induire une réponse immunitaire innée. Le SGB échappe à cette réponse immunitaire grâce à l'expression d'une enzyme ancrée à sa paroi, l’ecto-nucléotidase CdnP, qui est capable de dégrader le di-AMPc. La description du rôle du di-AMPc dans la relation hôte-pathogène nous a amené à étudier son rôle dans la physiologie du SGB. Au cours de ma thèse j'ai caractérisé le gène dacA codant pour la seule enzyme synthétisant le di-AMPc dans le SGB. L’inactivation conditionnelle de dacA a permis de démontrer que la synthèse de di-AMPc est essentielle à la croissance du SGB dans des conditions standards de culture, i.e. culture en milieu riche et en aérobie. En testant différentes conditions de croissance, j’ai observé que la synthèse de di-AMPc n’est plus essentielle lors d'une culture en milieu riche en anaérobie. Ainsi, la délétion du gène dacA a été obtenue dans ces conditions permissives. Les mutants dacA obtenus sont génétiquement très instables et accumulent des mutations secondaires compensatrices. Ces mutations ont été identifiées par séquençage et leurs effets confirmés par des tests fonctionnels de ré-expression de l'allèle original des gènes mutés. Globalement, les mutations permettant de compenser l’absence de synthèse de di-AMPc sont localisées dans des systèmes impliqués dans le maintien de la pression osmotique interne. Par une approche biochimique ciblée, les principales protéines fixant le di-AMPc ont été identifiées, parmi lesquelles des transporteurs de potassium, d’osmolytes, et un facteur de transcription original impliqué dans l’osmorégulation. A partir des approches génétique et biochimique, j’ai pu définir des conditions de culture dans lesquelles la synthèse de di-AMPc n’est plus nécessaire à la croissance i.e. culture dans un milieu synthétique en limitant l’apport de potassium et d’osmolytes. Ainsi, j’ai pu identifier la fonction essentielle du di-AMPc dans la régulation de la pression osmotique interne avec un rôle prépondérant des transporteurs d’osmolytes de type bétaïne. De façon intéressante, cette fonction est conservée dans les bactéries, mais les mécanismes mis en jeu diffèrent selon les espèces considérées, reflétant probablement une adaptation spécifique au métabolisme et aux conditions environnementales rencontrées par ces bactéries.