Shigella flexneri, Opéron VapBC, Système toxine-antitoxine, ARN antisens, Réponse stringente, Structurome ARN, Système de sécrétion de type III (T3SS), Dissémination intracellulaire, Évasion de l'immunité

Shigella flexneri est un pathogène intracellulaire à Gram négatif et l'agent responsable de la dysenterie bacillaire. Sa capacité à envahir les cellules épithéliales et à se disséminer dans les tissus de l'hôte repose sur l'expression finement régulée de facteurs de virulence, en grande partie codés par un plasmide de virulence. Afin d'étudier l'adaptation transcriptionnelle de S. flexneri au cours de l'infection, nous avons réalisé un séquençage ARN (RNA-seq) sur des bactéries infectant des cellules épithéliales coliques. Cette analyse a révélé l'activation d'un système toxine-antitoxine (TA) de type II, vapBC, traditionnellement associé aux réponses au stress bactérien, mais jusqu'ici jamais relié à la pathogenèse de Shigella. Nous avons observé que l'expression de l'opéron vapBC est induite lors de l'infection, ainsi qu'en réponse à des conditions mimant la réponse stringente et le stress antibiotique, avec une augmentation des niveaux de transcription de vapB et vapC. De manière notable, un transcrit ARN antisens de fonction inconnue, as-trbH, chevauchant l'opéron vapBC, était également fortement induit dans ces conditions. Pour confirmer sans ambiguïté la présence de as-trbH, nous avons combiné des analyses par Northern blot et une PCR quantitative spécifique de brin, que nous avons optimisée, permettant de distinguer clairement les transcrits sens et antisens. Afin de mieux comprendre comment la structure de l'ARN pourrait contribuer à la régulation de vapBC, nous avons utilisé la technique DMS-MaPseq couplée au séquençage nanopore, permettant pour la première fois de cartographier le structurome ARN d'un opéron TA de type II. Cette approche sera précieuse pour révéler des caractéristiques structurales distinctes potentiellement impliquées dans la régulation post-transcriptionnelle de vapBC. Nous avons ensuite exploré la fonction biologique de vapBC pendant l'infection. L'inactivation de l'opéron vapBC a significativement altéré la virulence de Shigella. Dans des modèles d'infection cellulaire, les souches déficientes pour vapBC formaient des plages de lyse de plus petite taille, reflétant une capacité réduite de dissémination intracellulaire. De plus, grâce à un système rapporteur d'activation de l'appareil de sécrétion de type III (T3SS), nous avons montré que le mutant vapBC présentait une activation diminuée du T3SS, essentiel pour l'injection d'effecteurs qui régulent le mode de vie intracellulaire de Shigella et facilitent l'évasion de l'immunité de l'hôte. Conformément à ces défauts de virulence, l'analyse transcriptomique des cellules infectées a révélé que l'infection par des souches vapBC-déficientes déclenchait une réponse immunitaire de type interféron gamma (IFNgamma), notamment avec une surexpression des protéines GBPs (Guanylate-Binding Protein), connues pour limiter la dissémination bactérienne. Ainsi, nos résultats révèlent que le système toxine-antitoxine VapBC joue un rôle crucial non seulement dans l'adaptation transcriptionnelle de Shigella flexneri au cours de l'infection, mais également dans la régulation de son mode de vie intracellulaire et dans l'évasion de l'immunité cellulaire autonome de l'hôte.