Etude in vitro des déterminants moléculaires impliquées dans la réponse autophagique au cours de l'infection à staphylococcus aureus

In vitro study of the molecular determinants involved in autophagic response during Staphylococcus aureus infection

• Auteur / Autrice : Estelle Audoux
• Direction : Philippe Berthelot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance le 29/11/2021
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Jean Monnet (Saint-Étienne ; 1969-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe sur l'immunité des muqueuses et agents pathogènes (Saint-Étienne)
• Jury : Président / Présidente : Sophie Jarraud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Paul Verhoeven
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jost Enninga, Suzana Salcedo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mort cellulaire

Cellules -- Interaction

Calcium

Autophagie

Staphylocoque doré

Mots clés libres

Staphylococcus aureus

Autophagie sélective

Système de sécrétion de type VII

Calcium

Survie intracellulaire

Mort cellulaire

Staphylococcus aureus

Selective autophagy

Type VII secretory system

Calcium

Intracellular survival

Cell death

Résumé

Staphylococcus aureus est une bactérie pathogène et commensale de l’Homme capable de déclencher son internalisation dans des cellules phagocytaires non professionnelles (NPPCs). La présence de S. aureus provoque une réponse autophagique rapide visant à éliminer les bactéries intracellulaires. L’objectif général était d’identifier des facteurs de virulence bactériens et des mécanismes de réponse de la cellule hôte pouvant être associés à l’autophagie et à la survie intracellulaire de S. aureus. Nos résultats ont montré que la réponse autophagique dirigée contre S. aureus favorise l’élimination des bactéries intracellulaires dans les NPPCs mais S. aureus est capable d’échapper et de bloquer l’autophagie afin de se répliquer. La réplication intracellulaire de S. aureus est associée à l’induction d’un influx d’ions calciques (Ca2+) provenant de réserves intracellulaires. Cet influx de Ca2+ est associé à une accumulation des autophagosomes, une inhibition de la maturation des autophagosomes vers les lysosomes et une augmentation de la cytotoxicité induite par S. aureus. Grâce au développement des techniques CRISPR/Cas9 et à la génération de souches de S. aureus mutantes pour les gènes esxA, esxB et essH appartenant au système de sécrétion de type VII (T7SS), nous avons mis en évidence que ces toxines favorisent la survie intracellulaire de S. aureus en bloquant la maturation des autophagosomes. Enfin, nous avons montré que l’inhibition du facteur de transcription YAP par la toxine staphylococcique EDIN-B ou par « genome editing » favorise la réplication intracellulaire de S. aureus associée à une accumulation des autophagosomes et un défaut d’acidification des lysosomes.

Staphylococcus aureus is a human pathogenic and commensal bacterium able to trigger its internalization in non-professional phagocytic cells (NPPCs). The presence of S. aureus induced a storng autophagic response in order to eliminate intracellular bacteria. The objective was to identify bacterial virulence factors and host cell response mechanisms that may be associated with autophagy and intracellular survival of S. aureus. Our results showed that the autophagic response against S. aureus promotes the elimination of intracellular bacteria in NPPCs but S. aureus is able to escape and block autophagy in order to replicate. The intracellular replication of S. aureus is associated with the induction of calcium ions (Ca2+) influx from intracellular stores. This Ca2+ influx is associated with an accumulation of autophagosomes, an inhibition of the autophagosomes maturation towards lysosomes and an increase of cytotoxicity induced by S. aureus. Thanks to the development of CRISPR/Cas9 techniques and the generation of S. aureus mutant strains for the esxA, esxB and essH genes from the type VII secretion system (T7SS), we have demonstrated that these toxins promote intracellular S. aureus survival by blocking the maturation of autophagosomes. Finally, we have shown that the inhibition of the transcription factor YAP by the staphylococcal toxin EDIN-B or by genome editing promotes the intracellular replication of S. aureus associated with an accumulation of autophagosomes and a lack of lysosomal acidification