Régulation des réponses calciques et de la cytotoxicité par l'effecteur de type III IpgD durant l'invasion des cellules épithéliales par Shigella

Autor: Sun, ChunHui
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2015
Předmět:
Druh dokumentu: Obrázek
Popis: Shigella, l’agent de la dysenterie bacillaire, envahit la muqueuse colique, causant une inflammation intense et destruction tissulaire. Afin de promouvoir l’infection, Shigella injecte des facteurs de virulence par l’intermédiaire d’un appareil de sécrétion de type III (T3SS) dans les cellules hôte, qui permettent la réorganisation du cytosquelette d’actine, régulent l’inflammation et l’intégrité du tissu. Parmi ces facteurs injectés par la bactérie, la protéine IpgD agit comme une phosphatidylinositol (PI) (4,5) bisphosphate phosphatase déphosphorylant le PIP2 en PI(5)P. L’hydrolyse du PI(4,5)P2 favorise la polymérisation de l’actine durant l’invasion des cellules épithéliales et régule négativement la migration des lymphocytes T. Il a également été démontré que le PI(5)P produit par IpgD active la voie de survie cellulaire dépendant de la PI(3) kinase et de la kinase AKT. Mon projet de thèse a pour but de caractériser le rôle d’IpgD dans les contrôles des réponses calciques durant l’invasion des cellules épithéliales par Shigella. Nous avons montré qu’IpgD limite le recrutement de récepteurs à l’inositol-triphosphate (InsP3) au site d’invasion. Des expériences d’imagerie calcique indiquent que durant les étapes précoces de l’invasion, IpgD favorise l’émission de réponses locales aux sites d’invasion de Shigella et limite celle de réponses globales. Des expériences de recouvrement de fluorescence après photo-blanchiment (FRAP) indiquent que les foyers d’invasion induits par le mutant ipgD montrent une diffusion moins restreinte que celle observée dans les foyers induits par la souche sauvage. Des études de modélisation supportent la notion qu’en limitant la production locale d’InsP3 et sa diffusion aux sites d’invasion, IpgD participe au confinement des réponses calciques locales en empêchant l’émission de réponses globales. Nous avons montré que lors de cinétiques d’infection prolongée, IpgD inhibe les réponses calciques globales dépendant de l’InsP3 induites par Shigella ou par des agonistes. L’inhibition de ces réponses conduit à un retard de l’activation de la calpaine, de la dégradation de la taline, une protéine des adhérences focales, ainsi que de la mort des cellules durant la réplication bactérienne intracellulaire. Nos résultats indiquent qu’IpgD est un effecteur critique de Shigella permettant de réguler la transition des réponses calciques locales vers des réponses globales et préservant les cellules infectées de la mort liée à une perte d’adhérence.
Shigella, the agent of bacillary dysentery, invades colonic epithelial cells where it disseminates causing an intense inflammation and tissue destruction. To efficiently promote infection, Shigella injects virulence effectors via a type III secretion system (T3SS) into host cell to divert processes involved in cytoskeletal rearrangements and processes regulating inflammatory signals or tissue integrity. Among the Shigella T3SS effectors, IpgD acts as a phosphatidylinositol (PI) (4, 5) bisphosphate phosphatase, which dephosphorylates PI (4,5) P2 to generate PI(5)P. IpgD-mediated hydrolysis of PI (4, 5) P2 favors actin polymerization during cell invasion and negatively regulates the migration of T cells. PI(5)P produced by IpgD was also shown to up-regulate the PI3K/AKT cell survival pathway and recycling of the Epidermal Growth Factor receptor. My project thesis focuses on the role of IpgD in the control of calcium responses during Shigella infection. We show that that IpgD is responsible for a decrease in the recruitment of inositol-triphosphate (InsP3) receptors at invasion sites. Ca2+-imaging experiments indicate that during the early stages of bacterial invasion, IpgD favors the elicitation of local Ca2+responses at Shigella invasion sites, and limits the induction of global Ca2+ responses. Fliuorescence Recovery After Photobleaching (FRAP) experiments indicate that actin foci induced by the ipgD mutant show faster diffusion kinetics than those in foci induced by WT. Modeling studies support the notion that the local decrease in InsP3 levels and of its diffusion kinetics triggered by IpgD at entry sites accounted for the modulation of local to global Ca2+ responses during Shigella invasion. We show that over prolonged infection kinetics, IpgD inhibits InsP3-dependent global Ca2+ responses induced by Shigella or agonists. IpgD-mediated inhibition of Ca2+ signals delays the activation of calpain, the degradation of the focal adhesion protein talin, and cell death during bacterial intracellular replication. Our results provide evidence that IpgD is a critical T3SS effector of Shigella regulating the transition from local to global Ca2+ signals, and preserving cells from death linked to loss of adhesion.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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