Activation des molécules CARD4 et CARD15 par le peptidoglycane et ses implications en pathologies humaines

par Jérôme Viala

Thèse de doctorat en Microbiologie et virologie

Sous la direction de Philippe Sansonetti.

Soutenue en 2007

à Paris 7 .

mots clés

• Helicobacter pylori
• Facteur de transcription NF-kappa B
• Peptidoglycane -- immunologie
• Protéines et peptides de signalisation intracellulaire
• Protéines adaptatrices de signalisation NOD

Résumé

Les interactions entre bactéries et système immunitaire inné du tube digestif apparaissent encore mal comprises. Si les capacités pro-inflammatoires des Toll-like receptors intestinaux semblent largement inhibées, les molécules CARD4 et CARD15 ont été récemment impliquées dans la réponse immunitaire intestinale. Dans une première partie, nos travaux ont démontré que CARD4 et CARD15 réagissent respectivement au tripeptide L-alanine-D-glutamine-diamino-pimélate et au muramyl-L-alanine-D-glutamine, plus connu sous le nom de muramyl-dipeptide, des fragments du peptidoglycane bactérien. Ils reconnaissent. Les enzymes bactériennes, transglycosylases lytiques et amidases, semblent participer à la libération des muropeptides reconnus par les molécules CARD et pourraient participer à la régulation de leur caractère pro-inflammatoire. Par ailleurs, l'utilisation du modèle Helicobacter pylori, nous a permis de démontrer que cette bactérie essentiellement extracellulaire, est capable d'introduire son peptidoglycane dans le cytoplasme des cellules en utilisant son système de sécrétion de type IV et d'y activer ainsi la molécule intracellulaire CARD4. CARD4 apparaît donc comme un récepteur intracellulaire de l'immunité innée capable d'induire une réaction inflammatoire en cas d'invasion intracellulaire par des fragments du peptidoglycane bactérien. Le rôle anti-bactérien de CARD4 est confirmé par la survie facilitée de H. Pylori dans les estomacs des souris déficientes pour card4. Les molécules CARD semblent donc agir comme des détecteurs intracellulaires du peptidoglycane et induire ainsi un véritable signal d'alarme pro-inflammatoire au cours des infections cellulaires invasives.

Titre traduit

Activation of CAR D4 and CARD15 molecules by the peptidoglycan an its implication in human pathologies

Résumé

The interactions between bacteria and the innate immune System of the gut are still largely unknown. Whereas the pro-inflammatory functions of the tollike receptors are mainly inhibited in the intestine, CARD4 and CARD15 molecules were recently involved in the intestinal immune response. In a first part, our work has demonstrated CARD4 and CARD15 react respectively to the tripeptide L-alanine-D-glutamine-diamino-pimelate and the muramyl-L-alanine-D-glutamine, well known as the muramyl-dipeptide, moieties of the bacteria! peptidoglycan. The bacterial enzymes, lytic transglycosylases and amidases, seem to take part in the release of the muropeptides recognized by CARD molecules and could be involved in the régulation of their pro-inflammatory functions. However, using a Helicobacter pylori model, we showed that this bacterium, mainly extracellular, is able to introduce its peptidoglycan inside the cellular cytoplasm by using its type IV secretion System and thus activate intracellular CARD4 molecule. CARD4 seems to act as an intracellular receptor of innate immuniiy, able to induce an inflammatory reaction in case of intracellular invasion by peptidoglycan fragments. The anti-bacterial role of CARD4 is confirmed by the better survival of H. Pylori in the card4-/- mice stomach compared to the vwild time animals. CARD molecules seem thus to act like intracellular detectors of the peptidoglycan and to induce a true pro-inflammatory alarm signal during jnvasive cellular infections.