Role of efflux pumps and Type I Secretion System in the resistance and virulence of Legionella pneumophila

Legionella pneumophila est une bactérie gram/négative de l'environnement qui infecte et se multiplie au sein des protozoaires aquatiques, comme les amibes. Elle peut également infecter les macrophages pulmonaires humains, causant une forme sévère de pneumonie appelée légionellose (ou maladie du légionnaire). L'importance du Système de Sécrétion de Type IV (SST4) Icm/Dot est clairement démontrée, de même que celle du Système de Sécrétion de Type II (SST2) Lsp. Des études bioinformatiques ont suggéré l'existence d'un Système de Sécrétion de Type I (SST1), mais aucune étude n'a à ce jour démontré sa fonctionnalité, ni même un éventuel rôle dans la virulence. Ce travail consiste à étudier la fonctionnalité et le rôle dans la virulence d'un SST1 potentiel de L. pneumophila. La fonctionnalité de pompes d'efflux potentielles, possédant une structure très proche d'un SST1, est également investiguée. Des mutants de L. pneumophila invalidés pour les gènes codant pour ce SST1 potentiel (lssB, lssD et tolC) ont été construits : ils possèdent une virulence fortement atténuée vis-à-vis de plusieurs types de cellules hôtes. L'entrée dans la cellule est affectée chez ces mutants, bien que le reste du cycle intracellulaire ne soit pas altéré. La fonctionnalité de ce SST1 a été démontrée par la sécrétion de protéines hybrides entre un rapporteur et la protéine RtxA, qui fait partie de la famille des protéines RTX (Repeat/in ToXins), classiquement sécrétées par des SST1. Enfin, la fonctionnalité de plusieurs pompes d'efflux potentielles a été démontrée : des composés toxiques expulsés par ces pompes ont été identifiés, ainsi qu'une pompe majeure (HelA/HelB/HelC). D'autres analyses sont en cours pour caractériser plus précisément l'importance de ces pompes d'effluxLegionella pneumophila is a gram/negative pathogen that infects and survives within protozoans, such as amoebas. It can also infect human lung macrophages, causing a disease called Legionnaire’s disease. The Type IV Secretion System Icm/Dot is known to be involved in the virulence of L. pneumophila, as well as the Type II Secretion System Lsp. Bioinformatics studies suggested the presence of a Type I Secretion System (T1SS), but its functionality and importance have not been demonstrated to date. This work aims to study the functionality and the implication in the virulence of the putative T1SS of L. pneumophila. Investigation efforts also concerned putative efflux pumps, which share high similarity with T1SS. Mutant strains of L. pneumophila were constructed by deletion of genes encoding the T1SS (lssB, lssD and tolC): they are defective for the entry into the host cells. The creation of the Legionella replicative vacuole is not altered though. Then the functionality of the LssB/LssD/TolC T1SS was demonstrated in a heterologous host: the reconstructed T1SS allows the secretion of hybrid proteins created by fusing a reporter with parts of the RTX protein RtxA. Finally, the functionality of several putative efflux pumps was also demonstrated: several substrates were identified for those efflux pumps, as well as a major pump (HelA/HalB/HelC). Investigations are currently made to decipher the importance of such efflux system