Interaction de Neisseria meningitidis avec les cellules endothéliales humaines : rôle des glycosylations des récepteurs cellulaires eucaryotes

Interaction of Neisseria meningitidis with human endothelial cells : role of eukaryotic cell receptor glycosylations

• Auteur / Autrice : Zoé Virion
• Direction : Mathieu Coureuil
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 12/04/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Descartes (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Necker Enfants-Malades / INEM - UM 111 (UMR 8253 / U1151)
• Jury : Président / Présidente : Alain Charbit
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mathieu Coureuil, Alain Charbit, Hélène Bierne, Sophie Helaine, Florence Niedergang, Étienne Carbonnelle
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hélène Bierne, Sophie Helaine

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules eucaryotes

Cellules endothéliales

Méningocoque

Mots clés libres

Neisseria meningitidis

CD147

Récepteur β2-adrénergique

N-glycosylations

Acide sialique

Neu5Ac

Neu5Gc

Neisseria meningitidis

CD147

Β2-adrenergic receptor

N-glycosylations

Sialic acid

Neu5Ac

Neu5Gc

Résumé

Neisseria meningitidis est une bactérie commensale du rhinopharynx portée de façon asymptomatique par 10 à 35% de la population. Pour une raison encore inconnue à ce jour, cette bactérie est capable de traverser la barrière épithéliale et ainsi proliférer dans la circulation sanguine de l’hôte, où elle est capable d’adhérer aux cellules endothéliales grâce aux pili de type IV. Sur ces cellules, le méningocoque interagit spécifiquement avec le récepteur d’adhésion CD147 et le récepteur β2-adrénergique qui active la signalisation sous la colonie bactérienne adhérente, favorisant l’ancrage de celle-ci à la surface cellulaire et l’ouverture des jonctions cellulaires. Nous avons montré que l’adhésion aux cellules endothéliales humaines est dépendante des motifs spécifiques de N-glycosylation portés par les récepteurs cellulaires eucaryotes. Les résultats montrent que le troisième site de N-glycosylation du récepteur CD147 est indispensable pour permettre l’adhésion de la bactérie, et que l’interaction est permise par les résidus d’acide sialique portés par ces chaînes de glycosylation. Les acides sialiques sont également essentiels pour l’interaction du méningocoque avec le récepteur β2-adrénergique et l’activation de la signalisation cellulaire sous la colonie. Les résultats montrent que la forme Neu5Ac (acide N-acétylneuraminique) des acides sialiques retrouvée dans l’espèce humaine pourrait participer à la spécificité d’espèce de N. meningitidis, la plupart des autres espèces de mammifères présentant une forme Neu5Gc (acide N-glycolylneuraminique). Nous avons ainsi pu montrer qu’une partie de la spécificité d’espèce du méningocoque est liée à l’interaction des pili de type IV avec des sucres spécifiques.

Neisseria meningitidis is a commensal bacteria found in the nasopharynx of 10 to 35% of the population. For a still unknown reason, the bacteria a able to cross the epithelial barrier and to reach the bloodstream, where it can proliferate and adhere to the human endothelial cells via the type IV pili. The meningococcus specifically interacts with the adhesion receptor CD147 and the β2-adrenergic receptor, responsible for the activation of signaling under the adherent colony. We showed that the adhesion to the human endothelial cells is dependent on specific N-glycosylation patterns carried by the cellular receptors. The results show that the third N-glycosylation site of CD147 is essential to the adhesion of the bacteria, and that the interaction is due to the presence of sialic acid residues of the N-glycosylation chains. The sialic acids are also essential for the interaction of the meningococcus with the β2-adrenergic receptor and the activation of the signaling under the colony. The results show that the sialic acid of the form Neu5Ac (N-acetylneuraminic acid) found in humans could explain de species specificity of the meningococcal infection, most of the other mammals species possessing a Neu5Gc (N-glycolylneuraminic acid) form of the sialic acid. So we showed that a part of the species specificity of the meningococcus is due to the interaction of the type IV pili with specific glycosylations.