Endocytose et trafic intracellulaire de la cytotoxine VacA d'Helicobacter pylori

par Nils Gauthier

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Patrice Boquet.

Soutenue en 2004

à Nice .

mots clés

• Helicobacter pylori
• Actine
• Toxines
• Anions
• Lipides

Résumé

La cytotoxine VacA est un facteur de virulence sécrété par Helicobacter pylori associé à l'effet carcinogène de la bactérie. Des travaux rapportent d'une part un mode d'action probable de VacA par formation d'un canal dans la membrane plasmique des cellules, d'autre part, que la suppression des protéines à ancre GPI et la dépolymérisation de l'actine bloquent la vacuolisation des cellules induite par la toxine. Dans un première partie, nous montrons que les pGPIs sont requises par VacA pour former un canal chlorure pleinement fonctionnel dans la membrane plasmique des cellules, en préambule à son endocytose, dépendante de l'actine. Nos études montrent aussi que l'endocytose du canal augmente la sensibilité des endosomes tardifs à accumuler les bases faibles en modulant l'homéostasie chlorhydrique de ces compartiments. Dans une seconde partie, nous montrons que VacA entre dans les cellules par un nouveau compartiment précoce d'endocytose, le GEEC pour " GPI-anchored proteins enriched early endosomal compartment ". Cette endocytose dépend exclusivement de la petire GTPase Rac1 et est indépendante de la cavéoline. Dans une dernière partie, nous montrons que les endosomes précoces contenant VacA sont associés avec des comètes d'actines. Ces comètes semblent nécessaire au transfert de VacA des endosomes précosses aux endosomes tardifs. L'ensemble de ces deux derniers travaux montrent que la cytotoxine VacA définit une nouvelle voie d'endocytose pour les toxines bactériennes. De plus, ces résultats rapportent pour la première fois un rôle de l'actine dans les mécanismes de transfert entre les endosomes précoces et endosomes tardifs par un astucieux système de comètes intracellulaires.

Titre traduit

Endocytosis and intracellular traffic of the Helicobacter pylori VacA cytotoxin

Résumé

The Helicobacter Pylori VacA cytotoxin is a major virulence factor associated with the carcinogenic effects of the bacteria. It has been previously shown that VacA is a pore forming toxin. The suppression of the GPI-anchored proteins and the actin cytoskeleton depolymerization prevent the toxin to induce the vacuolation of the late endocytic compartments. In the first part of this study, we show that formation of functional VacA channels at the cell surface requires GPI-anchored proteins and also that endocytosis of these channels, by an actin-dependent process, increases the chloride content of the late endosomes. In turn, late endosomes accumulate weak bases and are enlarged by osmotic swelling. In a second part, we describe that VacA defines a new early endocytic compartment named GPI-anchored proteins-enriched early endosomal compartment (GEEC). VacA internalization relies on an actin-driven process of endocytosis that was modulated by Rac1 and that was independent of the caveolin 1. In a last part, we show that early endosomes containing VacA are associated with actin comet tails which seem to be necessary for toxin transfer from the early to late endosomes. The two latter studies show that VacA defines a novel endocytic pathway for bacterial toxins. These results provide in addition original evidence for the existence of actin transfer mechanisms between early and late endosomes.