Neisseria meningitidis, Pili de type IV, PilE, Variation antigénique, Phage filamenteux, Phage MDA, PilQ, Interaction, Sécrétion

Neisseria meningitidis (Nm) est une bactérie commensale du nasopharynx humain qui traverse quelques fois la barrière nasopharyngée et se propage dans la circulation sanguine jusqu'à atteindre les méninges. Un bactériophage filamenteux appelé MDA (Meningococcal Disease Associated) est associé aux infections invasives à méningocoques chez les jeunes adultes. Le MDA semble augmenter l'incidence de la maladie en augmentant la colonisation bactérienne au point d'entrée. L'objectif de ce travail a été de comprendre le mécanisme moléculaire précis de l'infection de Nm par le MDA. L'étude des mutants des gènes impliqués dans la machinerie des pili de type IV (PT4) a montré que l'entrée du phage nécessite un PT4 rétractable. Ce résultat est cohérent avec la littérature sur les phages Ff ou CTX qui interagissent directement avec l'extrémité du pilus. Mais aucune preuve de l'interaction du MDA avec l'extrémité du pilus n'a été trouvée. L'interaction possible entre la fibre du pilus et la capside du phage a été examinée. Comme PilE, la piline majeure, est sujette à variation antigénique, des variants de PilE qui diminuent l'entrée du phage ont été identifiés. L'infection par le phage se produit dans des populations de bactéries exprimant des séquences de PilE spécifiques. Par imagerie, nous avons montré que les pili et les MDA s'associaient ensemble. Une analyse de la charge des acides aminés de PilE et celle de la capside soutient l'hypothèse d'une interaction variable selon le variant de PilE. Finalement, il a été montré que les P4T avec un potentiel électrostatique positif favorisaient l'infection par le phage et permettaient, de plus, une forte adhésion des Nm aux cellules humaines. L'inverse est observé pour les P4T chargés négativement. Ce travail présente également les premières caractérisations de la machinerie de sécrétion du phage. Des études préliminaires avaient montré que dans un biofilm formé sur cellules épithéliales, Nm produisaient soit des pili, soit des phages, mais pas les deux en même temps. Nous avons montré que la sécrétion du phage nécessitait PilQ, PilW et TsaP de la machinerie des P4T. Les analyses bio-informatiques suggèrent que l'ORF8 du phage, qui aurait une activité ATPase, s'associerait avec l'ORF11 pour former un complexe qui interagirait avec la sécrétine bactérienne PilQ. Ce modèle est soutenu par des tests d'interaction par double-hybride. Cette interaction mobiliserait les PilQ de la bactérie, les rendant inaccessible à la machinerie de piliation. La surexpression d'ORF8 entraine une inhibition de la piliation. Ces données permettent d'établir un nouveau modèle d'interaction entre les phages filamenteux et les P4T, ce qui pourrait participer à la sélection des souches pathogènes de Nm.