Analyse de la réponse au stress génotoxique de la cellule hôte induit par Shigella flexneri
Institution:
Paris 7Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Shigella, the agent of bacillary dysentery, invades epithelial cells and causes inflammation of the human colonic mucosa. Shigella flexneri appears as a model of type III secretion System (TTSS) mediated invasion and subversion of the intestinal epithelium. Translocation of effector proteins in the host cytoplasm via a TTSS is a strategy by which bacterial pathogens target membrane associated proteins, signaling pathways and specific host cell genes promoters. We found that virulent strain of Shigella but not the avirulent non invasive plasmid cured derivative led to the appearance of micronuclei, a modification reminiscent of nuclear chromatin injury. Using COMET assay, we showed that Shigella induces an early genotoxic stress with activation of the ATM/H2Ax DNA damage response. However, analysis of the downstream effectors of the genotoxic stress response pathway shows that p53 is not stabilized during the course of Shigella infection but targeted to degradation through the proteasome. We identified the virulence factor IpgD as a positively regulator of p53 degradation at the very early time of infection. IpgD promotes formation of active phospho-Mdm2 through a PI3-kinase pathway. This IpgD-dependent p53 dégradation process was coupled to calpain activation that occurred in the later phase of infection. Importantly, we found that Shigella represses the expression of the proapoptotic p53 target genes such as Puma and Bax into colonic epithelial cells. Therefore, this work demonstrates that a bacterial pathogen can directly alter the level of p53 into colonic cells as à strategy to repress the proapoptotic p53 transcriptional program.
Abstract FR:
La bactérie entéro-pathogène Shigella flexneri est l'agent responsable de la dysenterie bacillaire. Cette bactérie envahie la muqueuse colique ou elle induit une réaction inflammatoire majeure. Shigella flexneri possède un appareil de sécrétion de type III qui lui permet d'injecter des protéines de virulence dans le cytoplasme de la cellule hôte et de moduler le transcriptome cellulaire. Nous nous sommes intéressés aux modifications chromatinienne induites lors du processus infectieux dans la cellule épithéliale. Nous avons montré que la forme invasive de Shigella induit la formation de « micronuclei », réminiscent d'un dommage de l'ADN. Nous avons confirmée cette donnée en réalisant un COMET assay, démontrant ainsi que Shigella induit un stress génotoxique précoce capable d'activer la voie de signalisation ATM/H2AX. Paradoxalement, cette activation ne conduit pas à la stabilisation de la protéine p53. Shigella dégrade p53 en utilisant la voie de son ubiquitine ligase mdm2. Nous avons montré que la protéine de virulence bactérienne IpgD, en activation la voie de la PI3 kinase, était responsable de l'activation de Mdm2 et de la dégradation précoce de p53 au décours de l'infection. Dans une phase plus tardive de l'infection, la dégradation de p53 est indépendante d'IpgD et induite par l'action de protéases de la famille des calpaines. Par ce mécanisme , Shigella inactive la voie de signalisation p53, et réprime l'expression de gènes proapoptotiques p53 dépendant tels de Puma et Bax. Ainsi, ce travail démontre qu'un pathogène bactérien peut directement neutraliser la voie de signalisation de l'oncogène p53 dans le but de neutraliser l'expression de programme transcriptionel pro-apoptotique.