Study of the transition between the acute and chronic infections in Pseudomonas aeruginosa : the Rsm system

Pseudomonas aeruginosa est une bactérie à gram-négatif et un pathogène opportuniste humain qui peut engendrer des infections de type aigu ou chronique. Les infections aiguës sont caractérisées par un mode de vie planctonique des bactéries, la production du système de sécrétion de type III qui cible les cellules de l’hôte et une faible expression des deux petits ARN non codant RsmY et RsmZ. Au contraire, l’infection chronique est caractérisée par un mode de vie sessile au sein d’un biofilm, la producion du système de sécrétion de type VI Hsi1 impliqué dans la compétition bactérienne et une forte expression de RsmY et RsmZ. Le contrôle de ces états infectieux dépend d’un réseau de régulation complexe impliquant notamment le système à deux composants GacS/GacA ainsi que les histidine kinases RetS et LadS qui régulent l’expression des deux petits ARN. Ces deux ARN agissent par titration des répresseur post-transcriptionnels RsmA et RsmF permettant ainsi la traduction des transcrits des facteurs de virulence. Si les mécanismes de ces 3 voies et le fonctionnement des petits ARN Rsm ont été étudiés, des inconnues subsistent en ce qui concerne la connexion de LadS avec GacS/GacA et/ou RetS et comment s’effectue la transition entre les deux modes d’infection en réponse à RsmY et RsmZ. Au cours de ma thèse, j’ai pu montrer que i) le rôle activateur de LadS est dépendant de la voie GacS/GacA et ii) la transition entre les infections aiguës et chroniques est dépendante de la concentration en petits ARN Rsm et qu’elle est progressive engendrant l’existence d’états intermédiaires où la bactérie présente à la fois des marqueurs de l’infection aiguë et de l’infection chronique.Pseudomonas aeruginosa is a gram-negative bacterium and a human opportunistic pathogen responsible for acute and chronic infections. Acute infections are characterized by a planktonic lifestyle of the bacteria, the production of the type III secretion system that targets the host cells and a low concentration of the two small non-coding RNAs RsmY and RsmZ. In contrast, chronic infections are characterized by a sessile lifestyle into a biofilm, the production of the type VI secretion system Hsi1 involve in bacterial dueling and a high concentration of RsmY and RsmZ. The control of these states of infection depends on a complex regulatory network that mainly implies the GacS/GacA two-component system and the RetS and LadS histidine kinases which control the expression of the two small RNAs. These two RNAs act by titrating the post-transcriptional repressor RsmA (and RsmF) thus allowing the translation of the virulence factors’ mRNAs. While the overall mechanisms of these three pathways and the functioning of RsmY and RsmZ have been studied, gray areas remain to be lighten on one hand with regard to the connection of LadS with GacS/GacA and/or RetS and on the other hand concerning the transition between the two infectious modes in response to the two small RNAs. During my Ph.D, I demonstrated that LadS acts through the GacS/GacA pathway and I showed that the transition between the acute and chronic infections depends on the concentration of the small RNAs Rsm. I also pointed out that the transition is progressive what leads to the existence of intermediate states where a bacterium present both acute and chronic markers