Optineurine, UPEC, Rigidité de la matrice extracellulaire, Interaction hôte-pathogène, Invasion bactérienne, Petites protéines G, Signalisation des intégrines, Mécanotransduction

L'adhérence des cellules à la matrice extracellulaire (MEC) est un processus fondamental qui maintient l'intégrité des tissus et régule le destin, la prolifération ou la sénescence des cellules. La modification des processus d'adhérence ou l'altération de la perception mécanique de la MEC entraîne une altération de la différenciation cellulaire, de régénération tissulaire, ainsi que des processus tumoraux et métastatiques. Hautement ciblés par un large éventail d'agents pathogènes, les intégrines sont les principales médiatrices de l'adhérence cellule-MEC. Les bactéries pathogènes interagissent avec des organes et des tissus présentant des propriétés mécaniques diverses. La manière dont le dialogue entre l'agent pathogène, la cellule hôte et les caractéristiques mécaniques de l'environnement influencent le processus d'infection est une question peu étudiée qui permettra de relever les principaux défis futurs en matière de résistance aux antibiotiques. Les E. coli uropathogènes (UPEC) sont responsables de 70 à 95 % des infections des voies urinaires (UTI), entraînant des coûts importants en matière de santé publique. Les UPEC produisent la toxine Facteur Cytotoxique Necrosant1 (CNF1), qui cible un des majeurs mécanosenseur de l'hôte: le cytosquelette d'actine. CNF1 induit l'activation permanente de la GTPase Rac1 par la déamidation d'une glutamine en position 61 en acide glutamique. Après activation, Rac1 est ubiquitylé et envoyée vers le système de dégradation protéasomale par l'E3 ubiquitine ligase cellulaire HACE1. Un autre facteur de virulence clé est le pilus de type 1, et son adhésine FimH. FimH permet aux bactéries d'adhérer aux tissus de l'hôte et de favoriser l'invasion des cellules urothéliales. La pathogenèse des UPEC implique une interaction intime entre l'adhésine FimH et le récepteur de l'hôte, l'intégrine beta-1. Dans le cadre de ma thèse, nous avons utilisé l'UPEC comme modèle pour aborder les questions relatives aux mécanismes biophysiques et moléculaires qui sous-tendent le processus de colonisation des tissus, en nous concentrant sur les premières étapes de l'infection. Nous avons découvert que CNF1 et FimH coopèrent aux premières étapes de l'infection pour activer les voies de mécanosignalisation en aval des intégrines. Nous montrons que l'invasion des UPEC augmente en fonction de la rigidité de la MEC. Nous avons utilisé une approche protéomique pour identifier les protéines régulées par la rigidité de la MEC qui pourraient être impliquées dans l'invasion des bactéries et nous avons trouvé l'Optineurine (OPTN). Nous montrons que OPTN, un partenaire de HACE1 connu pour être impliqué dans les réponses hôte-pathogène, augmente avec la rigidité de la MEC. Nous avons pu démontrer que l'OPTN est un régulateur positif de l'activité de HACE1, déclenchant l'inactivation de Rac1. Nous avons caractérisé le rôle de l'OPTN dans l'invasion bactérienne et constaté que, bien que l'adhésion bactérienne aux cellules ne soit pas affectée et que l'activité de Rac1 soit élevée dans les cellules dépourvues d'OPTN, la perte d'OPTN réduit l'invasion bactérienne. Trois techniques différentes ont confirmé que l'OPTN régule les forces de traction dans la cellule: la perte de l'OPTN entraîne une incapacité des adhésions focales (AF) à créer des forces de traction, bien qu'elles soient matures et capables de signaler pour réguler les processus cellulaires fondamentaux tels que la division. De plus, la perte d'OPTN bloque la coopération CNF1-FimH dans l'activation des intégrines. Ces résultats permettent d'identifier un nouveau composant de la machinerie de perception mécanique et contribuent à la compréhension des forces cellulaires impliquées dans le processus d'infection par les UPEC.