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Pathogenèse des infections systémiques

Xavier Nassif & Alain Charbit
Description de l'équipe

Les infections bactériennes systémiques représentent un défi de santé publique dans le monde, y compris dans les pays développés. L'objectif de notre équipe est d'approfondir notre compréhension de la pathogenèse de ces infections, afin d'identifier de nouvelles cibles pour la prévention et le traitement.

Les infections systémiques se définissent par la capacité des pathogènes infectieux à coloniser et se propager depuis leur point d'entrée jusqu'au système sanguin. On distingue deux types de pathogènes bactériens capables de se propager au-delà de leur point d'entrée.

  • Les pathogènes extracellulaires, capables de survivre dans les fluides extracellulaires, ont développé des mécanismes leur permettant d'échapper à la phagocytose par les cellules polymorphonucléaires et à l'élimination par le sérum. Ces bactéries sont principalement responsables des sepsis, une condition grave et un défi majeur pour la santé publique et l'économie dans les pays industrialisés. Ces agents pathogènes entrent en contact direct avec les cellules endothéliales. De nombreuses questions demeurent quant aux mécanismes et conséquences de cette interaction avec les capillaires, même si elle est essentielle pour la dissémination métastatique (comme le franchissement de la barrière hémato-encéphalique).
     
  • Les pathogènes intracellulaires, qui se propagent dans l'organisme en utilisant des cellules telles que les macrophages comme 'cheval de Troie'. Les processus par lesquels ces pathogènes résistent à l'environnement bactéricide intracellulaire ont été longuement étudiés. Par ailleurs, ces agents pathogènes dépendent fortement de l'acquisition de nutriments issus de l'hôte pour se développer. La disponibilité en nutriments, variant selon le métabolisme de l'hôte, le type de tissu et l'évolution de l'infection, oblige ces pathogènes intracellulaires à adapter leur métabolisme aux changements métaboliques de l'hôte.

     

 

Notre équipe poursuit deux axes de recherche principaux :

  • Le premier axe porte sur les mécanismes et les implications de l'interaction entre les pathogènes bactériens extracellulaires et les cellules endothéliales, en prenant comme modèle Neisseria meningitidis. Ce pathogène, qui se propage dans le sang depuis le nasopharynx, établit une forte interaction avec les capillaires. Cette interaction est liée à l'occurrence de méningites et de purpura fulminans. Notre but est d'élaborer un tableau complet de la pathogenèse méningococcique en analysant cette interaction aux niveaux moléculaire, cellulaire et tissulaire.
     
  • Le second axe vise à approfondir notre compréhension de la pathogenèse de Staphylococcus aureus, l'une des bactéries les plus meurtrières dans les pays occidentaux. Nous sommes particulièrement engagés dans l'étude des facteurs de virulence liés aux infections chroniques et avons lancé des projets de recherche translationnelle avec des cohortes d'enfants souffrant d'infections chroniques à S. aureus, notamment en cas de fibrose kystique (ou mucoviscidose) et d'épidermolyse bulleuse. L'adaptation bactérienne, qui explique la persistance des bactéries sur les sites infectés malgré les traitements antibiotiques, est au cœur de ce projet. Celui-ci vise à élucider les mécanismes moléculaires d'adaptation de S. aureus sous forte pression sélective in vivo et à en étudier les conséquences sur la réponse inflammatoire de l'hôte. Dans ce contexte, nos principaux objectifs sont : i) d'identifier les mutations génétiques influençant la toxicité et l'inflammation par une analyse protéogénomique sans biais des souches adaptées de S. aureus, et ii) d'examiner l'impact de cette adaptation de S. aureus, tant in vitro qu'in vivo, en mettant l'accent sur la réponse inflammatoire de l'hôte et la sécrétion de cytokines.
Publications clés
Barnier JP, Meyer J, Kolappan S, Bouzinba-Ségard H, Gesbert G, Jamet A, Frapy E, Schönherr-Hellec S, Capel E, Virion Z, Dupuis M, Bille E, Morand P, Schmitt T, Bourdoulous S, Nassif X, Craig L, Coureuil M. The minor pilin PilV provides a conserved adhesion site throughout the antigenically variable meningococcal type IV pilus. Proc Natl Acad Sci U S A. 2021; Nov 9;118(45):e2109364118. doi: 10.1073/pnas.2109364118. PMID: 34725157 ; PMCID: PMC8609321.
Rytter H, Jamet A, Ziveri J, Ramond E, Coureuil M, Lagouge-Roussey P, Euphrasie D, Tros F, Goudin N, Chhuon C, Nemazanyy I, de Moraes FE, Labate C, Guerrera IC, Charbit A. The pentose phosphate pathway constitutes a major metabolic hub in pathogenic Francisella. PLoS Pathog. 2021; Aug 2;17(8):e1009326. doi: 10.1371/journal.ppat.1009326. PMID: 34339477 ; PMCID: PMC8360588.
Le Guennec L, Virion Z, Bouzinba-Ségard H, Robbe-Masselot C, Léonard R, Nassif X, Bourdoulous S, Coureuil M. Receptor recognition by meningococcal type IV pili relies on a specific complex N-glycan. Proc Natl Acad Sci U S A. 2020; Feb 4;117(5):2606-2612. doi: 10.1073/pnas.1919567117. PMID: 31964828 ; PMCID: PMC7007569.
Virion Z, Doly S, Saha K, Lambert M, Guillonneau F, Bied C, Duke RM, Rudd PM, Robbe-Masselot C, Nassif X, Coureuil M, Marullo S. Sialic acid mediated mechanical activation of β2 adrenergic receptors by bacterial pili. Nat Commun. 2019; Oct 18;10(1):4752. doi: 10.1038/s41467-019-12685-6. PMID: 31628314 ; PMCID: PMC6800425.
Tan X, Coureuil M, Ramond E, Euphrasie D, Dupuis M, Tros F, Meyer J, Nemazanyy I, Chhuon C, Guerrera IC, Ferroni A, Sermet-Gaudelus I, Nassif X, Charbit A, Jamet A. Chronic Staphylococcus aureus Lung Infection Correlates With Proteogenomic and Metabolic Adaptations Leading to an Increased Intracellular Persistence. Clin Infect Dis. 2019; Nov 13;69(11):1937-1945. doi: 10.1093/cid/ciz106. PMID: 30753350 .
Financements & subventions