Les superbactéries sont des micro-organismes résistants aux antibiotiques et responsables d'environ 700 000 décès par an, nombre qui pourrait potentiellement atteindre 10 millions par an en 2050. P. aeruginosa est un pathogène majeur des infections nosocomiales, souvent multirésistant, et particulièrement dangereux pour les patients sous ventilation mécanique. Il provoque aussi fréquemment des infections pulmonaires persistantes chez les patients atteints de mucoviscidose.
En raison de son rôle clé lors de l'infection, le Système de Sécrétion de Type 3* (SST3), un facteur de virulence de P. aeruginosa, représente une cible thérapeutique majeure. L'inhibition de ce facteur permet ainsi de réduire la virulence de P. aeruginosa dans des modèles in vitro et in vivo.
L'objectif du projet était d'isoler des Acm humains capables de diminuer la pathogénicité de P. aeruginosa, en ciblant le SST3. Pour cela, en se basant sur le tri de lymphocytes B* spécifiques issus de patients atteints de mucoviscidose, les chercheurs sont parvenus à isoler des Acm ciblant des protéines de SST3 de P. aeruginosa. Ils ont ainsi identifié deux anticorps qui se lient à la protéine PcrV située à la pointe de l'injectisome* et bloquent l'injection de toxines par le SST3, diminuant la virulence de P. aeruginosa.
En combinant des approches de microbiologie cellulaire, de génétique, d'immunologie et de biologie structurale, le consortium a par ailleurs montré que différents Acm anti-PcrV inhibant l'activité du SST3, issus de cette étude ainsi que de travaux antérieurs, agissent selon des mécanismes distincts, dépendant de l'épitope* reconnu.
Figure : Suite à l'oligomérisation de PcrV en pentamère à l'extrémité de l'injectisome, un pore se forme dans la membrane de la cellule hôte, permettant l'injection de toxines et conduisant finalement à la mort cellulaire. Une seule molécule d'Acm MEDI3902 se lie au pentamère de PcrV et, bien que ne bloquant pas efficacement la formation du pore, inhibe fortement l'injection des toxines. À l'inverse, l'Acm P3D6 ne peut se lier qu'aux monomères de PcrV, et son mécanisme d'action semble impliquer l'inhibition de l'assemblage du pentamère de PcrV. Enfin, jusqu'à cinq molécules d'Acm 30-B8 peuvent se lier simultanément au pentamère de PcrV assemblé, bloquant ainsi très efficacement à la fois la formation du pore et l'injection des toxines. Ce dernier mécanisme d'action apparaît comme le plus efficace.
Ces travaux ont permis l'identification d'Acm humains capables de bloquer l'activité du SST3, ainsi que la mise en évidence de modes d'action spécifiques de différents anticorps inhibiteurs du SST3. L'analyse comparative de ces modes d'action contribue à une meilleure compréhension des différences d'efficacité observées entre les Acm en fonction des épitopes reconnus, mettant en évidence que certains mécanismes d'action sont plus performants que d'autres et permettant ainsi d'identifier quels épitopes devraient être privilégiés pour l'isolement de nouveaux anti-SST3 efficaces. Par ailleurs, ces résultats apportent des éléments importants pour la conception structurale de potentiels vaccins anti-Pseudomonas basés sur la protéine PcrV. Dans leur ensemble, ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour le développement de thérapies alternatives efficaces dans un contexte d'antibiorésistance de plus en plus marquée.
Toxines*: substances d'origine bactérienne qui favorisent l'infection en endommageant directement les cellules et tissus de l'hôte.
Système de Sécrétion de Type 3* : nanomachine qui injecte des toxines dans les cellules de l'hôte au moyen d'une seringue moléculaire, appelée injectisome*, ou aiguille du SST3.
Lymphocytes B* : cellules du système immunitaire qui produisent les anticorps.
Epitope* : site de fixation de l'anticorps sur la protéine.
Tutelles UMR : IBS (CEA, CNRS, UGA).
Financements : ANR, Région Rhône-Alpes.
Collaborations : CHU Grenoble.