Nouveaux modèles pour l'étude de l'hétérogénéité phénotypique de Cryptococccus neoformans
New models to study phenotypic heterogeneity of Cryptococcus neoformans
par Benjamin HOMMEL sous la direction de Franc¿oise DROMER
Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie. Microbiologie
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le vendredi 26 janvier 2018 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Cryptococcus neoformans
  • Dormance
  • Plasticité phénotypique
  • Quiescence cellulaire
  • Techniques in vitro
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Mots clés
Cellules titan
Resumé
Les champignons sont soumis aux changements de leur l'environnement que ce soit par compétition avec d'autres microorganismes ou des facteurs de stress et développent des stratégies complexes pour assurer leur survie. Notamment, l'hétérogénéité phénotypique déclenchée par l'interaction avec l'hôte est remarquable chez la levure Cryptococcus neoformans (C.n.). L'existence d'un phénotype dormant / quiescent a été caractérisée chez C.n. à partir d'un faisceau d'arguments cliniques, épidémiologiques et expérimentaux. Cette population se situerait au sein d'un granulome pulmonaire. En faisant un parallèle avec la privation en nutriments et l'hypoxie régnant au sein du granulome, il a été mis au point un protocole in vitro faisant intervenir ces deux paramètres. Ce protocole a permis une caractérisation biologique du phénotype dormant, sous la forme de cellules viables mais non cultivables (VBNC). Par différentes approches protéomiques, le rôle de voies de signalisation comme mTOR et du métabolisme des acides gras avec la participation de l'acétyl-coenzyme A ont été déterminées. Avec le précurseur de ce coenzyme, l'acide pantothénique (vitamine B5) par ailleurs facteur de « quorum sensing » secrété chez C.n., il a été possible de rendre à nouveau cultivable une proportion de cette population VBNC. Au cours de l'infection, dans le tissu pulmonaire, une augmentation de la taille des cellules a été observée. Passant de 5-7µm à plus de 10 ?m, ces cellules sont devenues des cellules titans. Cependant, la génération reproductible de ces cellules était seulement possible durant l'infection expérimentale. Nous avons donc développé un protocole in vitro de génération de cellules titans qui a permis l'étude des facteurs influençant leur génération (facteurs d'hôte, de champignon, environnementaux). Une étude génétique comparative a lié le phénotype avec le génotype. Dans un premier temps, l'utilisation de souches provenant de la lignée H99, parmi lesquelles peu de différences génétiques sont été décrites, a montré que la formation de cellules titans dépendait de Lmp1, Sgf29 et des protéines Gpr4 / 5-Rim101. Ensuite, l'étude d'isolats cliniques a démontré le rôle de Pkr1 comme régulateur négatif de la génération de cellules titans. Le développement de ces nouveaux modèles a constitué une approche originale pour étudier en laboratoire l'hétérogénéité phénotypique de C.n. avec en particulier deux phénotypes : les cellules dormantes et les cellules titans. Nos résultats fournissent de nouvelles perspectives sur la biogenèse de ces phénotypes avec l'identification de plusieurs facteurs / voies impliqués. Les conditions identifiées pour la génération de ces phénotypes fournissent des systèmes robustes qui pourraient être précieux pour disséquer les mécanismes moléculaires qui sous-tendent leurs générations.