Endoflagelle, Leptospira, Motilité, Virulence, Flagellines, Spirochètes

La leptospirose est une zoonose présente surtout dans les zones tropicales, transmise aux hôtes accidentels (humains, animaux domestiques ou d'élevage) par contact indirect avec l'environnement souillé par les urines des hôtes réservoir (rongeurs). L'infection par Leptospira interrogans et les autres leptospires pathogènes engendre chez l'humain des symptômes s'apparentant à un syndrome grippal. Non traitée, la maladie peut évoluer en sa forme grave, le syndrome de Weil, qui se manifeste par des ictères, une insuffisance rénale et des hémorragies pulmonaires. Les leptospires appartiennent au phylum des Spirochaetes, reconnaissables à leur morphologie en forme d'hélice et à la présence de flagelles ancrés au sein du périplasme, s'allongeant des pôles en direction du milieu de la cellule ' les endoflagelles. Cette morphologie leur confère un mécanisme de motilité unique dans le règne bactérien : les leptospires déforment leurs extrémités en forme de crochet ou de spirale, en fonction du sens de la rotation du flagelle, pour générer un déplacement translationnel. Ceci fait des spirochètes des pathogènes très invasifs, capables de traverser aisément les barrières épithéliales et les tissus afin de disséminer dans l'organisme. Les leptospires possèdent un endoflagelle par pôle, ne s'entrecroisant pas au milieu de la cellule. Ils ont une composition protéique complexe : les corps basaux sont plus volumineux que ceux des espèces exoflagellées, et le filament est composé de plusieurs flagellines ' quatre protéines de cœur et plus d'une dizaine de protéines de gaine, s'organisant de manière asymétrique autour du cœur flagellaire, entraînant un surenroulement du flagelle. L'objectif de ce mémoire est d'élucider les mécanismes inhérents à la motilité des spirochètes en se basant sur le modèle de l'endoflagelle de L. interrogans (pathogène) et L. biflexa (saprophyte). Par l'étude phénotypique, transcriptomique et protéomique de plusieurs mutants de transposition de gènes de motilité, nous souhaitons apporter de nouvelles connaissances quant à la structure et la composition de l'endoflagelle, ainsi qu'à la régulation de la motilité des leptospires. D'abord, je me suis intéressée au rôle des déterminants de la localisation et du nombre de flagelles, FlhF et FlhG. L'étude de deux mutants de transposition dans le gène flhG chez L. interrogans et L. biflexa démontrent que contrairement aux bactéries aux flagelles externes, les mutants flhG- sont peu affectés au niveau de la polarité et du nombre de flagelles. Des reconstructions par cryo-tomographie ont montré un rapprochement du corps basal vers l'extrémité du pôle cellulaire, entraînant un défaut de motilité et une perte de virulence chez la souche pathogène. Ensuite, j'ai étudié la contribution de la protéine majoritaire du cœur du filament, FlaB1, dans la motilité et la structure de l'endoflagelle. Le mutant flaB1- chez L. interrogans est non-motile et avirulent, mais synthétise toujours des flagelles. L'analyse protéomique du mutant montre qu'un mécanisme de compensation est mis en place entre les quatre isoformes de la protéine FlaB et ceci a un impact sur la structure du filament, notamment au niveau de l'asymétrie de la gaine du filament. En conclusion, au cours de ma thèse, j'ai analysé les mécanismes moléculaires sous-jacents à la localisation des endoflagelles et à la structure asymétrique des filaments flagellaires chez les leptospires. Ces découvertes devraient permettre de mieux comprendre l'organisation des endoflagelles chez les leptospires et, par extrapolation, une meilleure compréhension des avantages évolutifs de la motilité atypique des spirochètes.