Rôle des polyamines dans la virulence de Pseudomonas aeruginosa au cours de l’infection pulmonaire chronique chez les patients CF

Porteur du projet : Audrey LE PISSART

Université Grenoble Alpes, Laboratoire TIMC

Contexte :
Avec l’avènement des traitements antibiotiques et des modulateurs de CFTR, la prise en charge des patients atteints de mucoviscidose (CF) a considérablement évolué durant ces dernières décennies, et l’espérance de vie des patients a nettement augmentée. Ceci a pour conséquence la mise en exergue des infections chroniques par le pathogène Pseudomonas aeruginosa (Pa) à l’âge adulte, phase durant laquelle Pa évolue et des mutants adaptés à l’environnement pulmonaire du patient survivent. L’objectif de notre étude serait d’étudier le rôle de l’augmentation de production des polyamines par Pa dans cette adaptation. Nous testerons ensuite les voies de biosynthèse des polyamines comme potentiels cibles thérapeutiques dans la lutte contre les infections causées par Pa chez patients CF.

Objectifs :
L’objectif de ce projet est de comprendre plus finement les mécanismes moléculaires par lesquels Pa module sa production de polyamines, s’établit  et s’adapte à l’environnement des poumons du patients atteints de mucoviscidose au cours de l’infection chronique, et surtout, comment elle est capable de provoquer des phases d’exacerbation qui finalement aboutissent à la perte de la fonction respiratoire. Au vu des résultats précédemment obtenus (par métabolomique, génomique et transcriptomique), nous avons choisi une approche de génétique ciblée par la construction  des mutants de Pa pouvant nous permettre de caractériser les mécanismes de biosynthèse et de régulation des polyamines afin de voir le rôle de ces molécules dans le déclenchement des phases d’exacerbation par l’expression de ses facteurs de virulence (virulence médiée par le SST3, stress, croissance…) aussi bien in vitro que in vivo.

Perspectives :
La caractérisation des voies métaboliques impliquées dans l’adaptation de Pa aux poumons des patients ou à une pathogénicité plus importante de la bactérie nous permettra d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour 1/empêcher la colonisation pulmonaire chronique par la bactérie, et 2/ diminuer le potentiel pathogène de l’infection (par l’anticipation l’élimination des phases d’exacerbation). Nous validerons ces cibles et l’approche systémique de suivi des patients dans de prochaines études cliniques prospectives en collaboration avec les CRCM de plusieurs centres Français.

Résultats obtenus :
Grâce à la collaboration avec le CRCM du CHU de Grenoble et le service de bactériologie, nous avons pu préparer une banque de souches de Pa issus de patients adultes CF. Au cours des 3 dernières années nous avons pu mettre en évidence  des caractères distinctifs entre les isolats qui sont en lien avec le déclin de la fonction respiratoire chez les patients. Grâce au soutien de VLM, nous avons commencé notre projet et notamment fait l'acquisition de nos données de métabolomique et de phénotypes de virulence des bactéries. Nous avons également pu mener à bien une campagne de séquençage de 28 génomes et 33 transcriptomes des souches de Pa. Ces données nous ont permis de mettre en lumière les mécanismes par lesquels Pa module sa production de polyamines au cours de l’infection chronique, d’identifier une nouvelle voie qui pourrait être impliquée dans cette biosynthèse et dans la régulation de l’expression des facteurs de virulence comme la cytotoxicité.