Neisseria meningitidis, Colonisation vasculaire, Virulence, Pili de type IV, PilT ATPase, Molécules anti-virulence

Neisseria meningitidis (le méningocoque) est une bactérie commensale dont la niche écologique est le rhinopharynx humain. C'est l'agent étiologique des méningites méningococciques et des meningococcémies aiguës, dont la forme la plus sévère est le purpura fulminans. N. meningitidis peut, dans certaines conditions, franchir la barrière épithéliale et atteindre la circulation sanguine. Il est alors capable d'adhérer à l'endothélium et de coloniser les microvaisseaux selon un mécanisme dépendant des pili de type IV. Les pili de type IV sont des facteurs de virulence clefs et sont associés à de nombreuses propriétés dont la motilité bactérienne, l'interaction entre les bactéries et l'adhésion aux cellules hôte. Ce sont des structures dynamiques et rétractables sous l'effet de l'ATPase PilT. Dans ce travail, nous avons tiré parti d'un modèle murin humanisé (souris SCID greffées avec de la peau humaine) pour étudier le rôle de la colonisation vasculaire et de la rétraction des pili de type IV dans la physiopathologie des infections à méningocoque in vivo. Nos résultats montrent que N. meningitidis a une forte affinité pour les microvaisseaux humains et prolifère avec une efficacité remarquable à leur contact. Pour identifier les mécanismes moléculaires impliqués dans la virulence bactérienne pendant la colonisation vasculaire, nous avons réalisé une analyse à haut débit chez des souris greffées et non greffées par séquençage des sites d'insertion d'un transposon d'une librairie de mutants (Tn-seq). Nos résultats montrent que 36 % des gènes importants pour la croissance dans le sang des souris ne sont pas essentiels lorsque les bactéries colonisent les vaisseaux sanguins. Une majorité de ces gènes sont impliqués dans le métabolisme et dans l'import de nutriments, ce qui suggère que les cellules endothéliales humaines constituent une niche nutritionnelle pour N. meningitidis. Nous avons ensuite montré qu'un mutant pilT ne rétractant pas les pili de type IV colonise efficacement le système vasculaire du greffon, mais n'est pas capable de maintenir une bactériémie soutenue et de tuer les souris. Ceci est dû à une altération de la capacité du mutant à se détacher des microcolonies adhérentes à l'endothélium. La colonisation vasculaire dépendante des pili de type IV étant un élément central de la pathogenèse du méningocoque, elle constitue une cible intéressante pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. Dans la dernière partie de ce travail, nous avons évalué le potentiel thérapeutique de la trifluopérazine et la thioridazine, médicaments antipsychotiques de première génération appartenant à la famille des phénothiazines, qui affectent la fonctionnalité des pili de type IV. Nos résultats montrent que ces molécules diminuent rapidement la piliation et l'agrégation bactérienne in vitro. In vivo, elles ont un fort effet protecteur en réduisant la colonisation vasculaire méningococcique, en prévenant les dommages vasculaires (thrombose, lésions endothéliales) et en réduisant l'inflammation. De plus, la thioridazine améliore la survie des souris dans notre modèle. Ce travail montre que la colonisation vasculaire est une étape centrale dans la pathogenèse méningococcique in vivo constituant une niche pour la multiplication bactérienne. La rétraction des pili de type IV est nécessaire pour le relargage du méningocoque dans la circulation sanguine et la virulence. Cibler la colonisation vasculaire par des composés phénothiaziniques interférant avec les type IV pili pourrait avoir un effet bénéfique dans le traitement des infections invasives à méningocoque.