Mécanismes précoces de l’association entre Pseudomonas aeruginosa et les phages filamenteux Pf, des facteurs de virulence transmissibles impliqués dans la persistance des infections

Porteur du projet : Laetitia HOUOT

Contexte :
Pseudomonas aeruginosa (Pae) est une bactérie pathogène fréquemment responsable d’infections chez les patients atteints de mucoviscidose. Le traitement des infections reste un défi, cette bactérie étant multirésistante aux antibiotiques et largement armée de facteurs assurant sa virulence. Depuis quelques années, l’association de Pae avec un type particulier de virus appelé phage filamenteux Pf attire l’attention des scientifiques car ces phages augmentent la virulence de Pae. Il s’agit de virus spécifiques des bactéries qui s’y associent de manière stable sans les tuer. La majorité de souches cliniques de Pae sont porteuses de l’ADN viral Pf et produisent des virus Pf en grande quantité qu’elles libèrent dans leur environnement. Des recherches récentes montrent que ces phages aident la bactérie à former une couche protectrice appelée biofilm, ce qui rend les antibiotiques moins efficaces, et qu’ils perturbent la réponse immunitaire de l'organisme. De plus, les phages Pf libérés dans le biofilm peuvent infecter d'autres bactéries Pae, propageant ainsi leur propriétés.

Objectifs :
Ce projet cherchera à caractériser la manière dont les virus Pf traversent l’enveloppe de la bactérie Pae pour y injecter leur ADN. Cette étape critique n’a jusqu'à présent pas été étudiée pour ce phage. 

Les méthodes dont nous disposons au laboratoire nous permettent d’étudier en détail l’association entre les phages filamenteux et leurs hôtes. Nous commencerons l’étude avec la souche de référence Pae PAO1 et le phage Pf4 car ce phage a montré une contribution forte à la formation du biofilm et au pouvoir pathogène de son hôte. Les informations obtenues sur ce couple modèle serviront ensuite de référence à l’analyse de l’interaction entre d’autres phages Pf détectés dans une dizaine de souches de Pae issues de prélèvements cliniques dont nous disposons au laboratoire et qui n’ont pas encore été étudiés. Nous vérifierons si ces bactéries isolées de patients peuvent transmettre leur phages Pf entre elles et si le mécanisme de transmission est conservé.

Perspectives :
L’association entre les phages Pf et les bactéries pathogènes Pae est très fréquente. La majorité des souches de Pae isolées en milieu clinique sont porteuses de Pf. De plus, chez les patients atteints de mucoviscidose, les infections à Pae qui s’établissent de manière chronique avec l’âge concernent principalement des souches associées au phages Pf. On retrouve d’ailleurs une grande quantité de ces phages dans les expectorations des patients infectés par Pae. Notre projet permettra de mieux comprendre comment les phages Pf pénètrent spécifiquement dans leurs bactéries hôtes pour s’y associer. Les phages filamenteux sont des virus facilement manipulables, avec un potentiel d’application en phagothérapie. Empêcher leur propagation dans les biofilms de Pae ou au contraire développer des phages-outils fonctionnalisés ou capables de cibler spécifiquement Pae fait partie des perspectives thérapeutiques à plus long terme, et pourrait participer à diminuer le recours aux antibiotiques dans les protocoles thérapeutiques.