Caractérisation de deux systèmes de sécrétion de type VI de Pseudomonas aeruginosa : Cross-régulation et rôle dans l'invasion microtubules-dépendante de cellules non-phagocytaires

Pseudomonas aeruginosa est une bactérie pathogène opportuniste extracellulaire. La souche PAO1 de P. aeruginosa possède trois loci codant des Systèmes de Sécrétion de Type VI (T6SS) indépendants, nommés H1 à H3-T6SS. Le premier d'entre eux, H1-T6SS, a été largement décrit dans la littérature scientifique et injecte des toxines à activité antiprocaryote dans d'autres bactéries permettant une défense active contre l'attaque d'un T6SS d'une autre bactérie. Les deux autres T6SS de P. aeruginosa sont probablement des facteurs de virulence de cette bactérie, mais aucun effecteur sécrété, ni cible intracellulaire ou rôle n'ont été proposés jusqu'ici. Dans ce travail de thèse, nous avons mis en évidence que la machinerie H2-T6SS permet l'invasion de cellules non-phagocytaires et participe à la virulence de P. aeruginosa. Cette entrée requière la dynamique du réseau de microtubules, via VgrG2b injectée par la machinerie H2-T6SS dans les cellules épithéliales, et capable de cibler les complexes de gamma-tubulines, centre nucléateur des microtubules. Il s'agit d'un mécanisme d'internalisation tout à fait original et jamais encore décrit. Nous avons également exploré la régulation croisée entre H2 et H3-T6SS. Enfin par une analyse de « RNAseq », nous avons observé entre les souches PAO1 et PA14 de P. aeruginosa une expression différentielle de nombreux gènes, certains codant des facteurs de virulence. Pour près de 30% d'entre eux, l'origine de cette variation reposerait sur une quasi-absence d'expression dans la souche PA14 de qslA, codant un anti-activateur du Quorum-Sensing. Ceci serait une nouvelle explication du phénotype hyper-virulent de la souche PA14 de P. aeruginosa.Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic extracellular pathogen. The PAO1 strain of P. aeruginosa harbors three loci encoding independent Type VI Secretion Systems (T6SS), named H1 to H3-T6SS. H1-T6SS has been widely described in the literature and injects toxins with antiprokaryotic activity in target bacteria, allowing an active defense against the attack of a T6SS from another bacterium. The other two T6SS of P. aeruginosa are likely virulence factors, but no secreted effector or intracellular target or role have been proposed so far.In this work, we demonstrated that the H2-T6SS machinery triggered the invasion of non-phagocytic epithelial cells and is involved in the virulence of P. aeruginosa. This uptake is mediated by the microtubule network dynamics, and via VgrG2b, injected by the H2-T6SS machinery in epithelial cells, to target the gamma-tubulin complex, the microtubule nucleating center. This is an original mechanism of internalization never described before. We also studied the cross-regulation between H2 and H3-T6SS. Finally through a « RNAseq » analysis, we observed differential expression of many genes, including some encoding virulence factors, between PAO1 and PA14 strains of P. aeruginosa. For nearly 30% of them, the origin of this variation is an almost lack of expression in the PA14 strain of qslA, encoding an anti-Quorum Sensing activator. This can be a new explanation of hyper-virulent phenotype of the PA14 strain of P. aeruginosa