Rôle du chimiotactisme et de la motilité flagellaire dans la virulence de Clostridium difficile

Clostridium difficile est un pathogène reconnu comme étant le premier agent responsable des diarrhées acquises suite à une antibiothérapie. Ses facteurs de virulence principaux, les toxines TcdA et TcdB, sont responsables des symptômes associés aux infections à C. diffiicile (ICD). Cette bactérie à Gram positif sporulante possède des flagelles péritriches dont leur rôle exact dans la virulence reste encore inconnu. Les flagelles sont importants pour la motilité et le chimiotactisme chez plusieurs pathogènes. L'expression de gènes associés dans la signalisation chimiotactique permet à la bactérie d'analyser son environnement et de contrôler la rotation des flagelles pour se diriger en fonction de gradients chimiques. Chez les organismes modèles Escherichia coli et Bacillus subtilis, le chimiotactisme et la rotation des flagelles sont contrôlés par une cascade de signalisation impliquant plusieurs protéines dont l'histidine kinase CheA et la protéine CheY. Suite à la liaison d'un chimioeffecteur sur le chimiorécepteur, CheA s'autophosphoryle et phosphoryle CheY qui une fois phosphorylée est redirigée au moteur du flagelle pour enclencher le changement de rotation. C. difficile 630 et R20291 encodent un locus complet de chimiotaxie impliquant au moins 10 gènes dont les homologues de cheA et cheY ainsi qu'une diguanylate cyclase (DGC) encodée par le gène cd0537. Cette DGC est potentiellement impliquée dans la synthèse du c-di-GMP, un second messager contrôlant la motilité, la formation de biofilm et la virulence chez plusieurs pathogènes. L'objectif de cette étude est de comprendre le rôle des gènes impliqués dans la chimiotaxie et la motilité flagellaire de C. difficile. Nous avons inactivé les gènes clés cheA, cheY et cd0537 à l'aide du système de mutagenèse dirigée ClosTron dans les souches R20291 et CD630?Erm ainsi que la flagelline majeure fliC dans la souche R20291. Tous les mutants ont des taux de croissance et de sporulation similaires à la souche sauvage. Des essais de motilité in vitro ont été effectués en agar BHI semi-solide pour mesurer l'impact des mutations sur la motilité flagellaire. Le mutant ?cheA est significativement plus motile que la souche sauvage R20291. Le mutant ?cheY démontre une légère augmentation de la motilité, mais non significative tandis que la motilité ne semble pas affectée par l'inactivation de cd0537. Un modèle d'infection in vivo chez la souris C57BL/6 a été implanté au laboratoire pour cette étude. Le mutant ?cheA n'a pas démontré d'impact observable dans la virulence comparé à la souche sauvage. Par contre le mutant ?fliC semble beaucoup plus virulent que la souche sauvage, car 75% des souris sont mortes après le deuxième jour d'infection contrairement à 25% pour la souche R20291 sauvage. La mise en place d'un modèle d'infection in vivo et l'inactivation de gènes grâce au système ClosTron permettront d'en apprendre davantage sur le rôle du chimiotactisme et des flagelles dans la virulence