Mitochondries, Métabolisme, Respiration, Maladie mitochondriale, Infection, Listeria monocytogenes, Recyclage endocytaire, Rab11, Profilage isotopologique 13C

Les mutations des gènes qui entravent la production d'énergie mitochondriale entraînent des maladies mitochondriales. Des études cliniques ont précédemment montré que les patients atteints de maladies mitochondriales sont plus sensibles aux infections bactériennes, ce qui peut avoir des conséquences délétères chez ces patients. Cependant, la relation entre la (dys)fonction mitochondriale et l'infection bactérienne reste largement inexplorée, en particulier dans les cellules épithéliales, première barrière à l'infection. Nous avons abordé cette question en utilisant Listeria monocytogenes, un modèle établi pour l'infection bactérienne. Dans une approche basée sur les nutriments, nous avons modifié la formulation du milieu pour augmenter le taux de respiration mitochondriale. Nous avons également généré un modèle de dysfonctionnement mitochondrial en supprimant SURF1, un facteur d'assemblage du complexe IV de la chaîne respiratoire, dont le dysfonctionnement est à l'origine d'une des maladies mitochondriales les plus fréquentes, appelée syndrome de Leigh. De façon intéressante, nos résultats montrent que l'infection est favorisée dans les cellules épithéliales présentant une respiration mitochondriale altérée, de même qu'un métabolisme énergétique mitochondrial accru diminue le taux d'infection par L. monocytogenes. En se concentrant sur l'entrée de la bactérie, nous avons constaté que le recyclage endocytaire des récepteurs des cellules hôtes tels que c-Met utilisé par L. monocytogenes pour son entrée est réduit dans les cellules dépendantes de la respiration mitochondriale. Nous avons donc émis l'hypothèse que la respiration mitochondriale limite l'invasion bactérienne en ralentissant le recyclage des récepteurs vers la membrane plasmique. Pour conforter notre hypothèse, nous avons démontré que la réduction expérimentale du recyclage des récepteurs abolit la différence entre des cellules métaboliquement distinctes. La comparaison de la charge bactérienne à des moments tardifs de l'infection a indiqué que la respiration mitochondriale affecte également les stades ultérieurs de la vie intracellulaire de L. monocytogenes, qui semblent être indépendants des métabolites de la cellule hôte et des niveaux des espèces réactives de l'oxygène. Enfin, nous avons étendu l'étude aux bactéries intracellulaires Gramnégatives et avons démontré que le métabolisme de la cellule hôte a également un impact sur l'infection par Salmonella Typhimurium, mais pas par Shigella flexneri, ce qui suggère que la respiration mitochondriale affecte l'infection par différents pathogènes et ce, à des degrés différents. En conclusion, nos données mettent en évidence un rôle important et insoupçonné de la respiration mitochondriale lors de l'infection des cellules épithéliales.