Contribution à l'étude de facteurs de virulence d'une souche hospitalière de Pseudomonas fluorescens :
activité hémolytique et variation phénotypique.
Abstract
Pseudomonas fluorescens is a ubiquitous Gram negative bacterium with a high adaptation potential. This bacterium is frequently encountered in hospitals as a contaminant of injectables, and cases of nosocomial infection have been reported. Although P. fluorescens shows most of the feature of an opportunistic pathogen, the scientific background concerning the real potential of this species is very limited.
In the present study we took advantage of the recent identification of a clinical strain of P. fluorescens biovar I, MFN1032, considered as the causative germ of human lung infection, to investigate the secreted factors involved in the virulence of the bacterium.
First, the hemolytic power of MFN1032 was studied in vitro, with the aim to identify the factors responsible for this activity. We show that a phospholipase C, PlcC, is involved in the hemolytic activity of this bacterium, and sequences comparison reveals a phospholipase C belonging to a new group of PLC. Analysis of the results strongly suggests that PlcC is closely related to the production of biosurfactants, by a transcriptional regulator belonging to the GntR family. Moreover, biosurfactants also appear to be involved in the hemolytic activity.
Furthermore, the adaptation potential and the virulence of the strain are enhanced by phenotypic variation. Analysis of the phenotype of several variants suggests that the expression of hemolysis by strain MFN1032 is a phase variable trait.
On a molecular point of view, the complementation by the gacA or gacS genes restored wild phenotype of some variants. Surprisingly, an overexpression of gacA/gacS genes in trans decreased the total number of variants, although the gac complementation did not restore wild phenotype of hyperadherents strains.
The GacA/GacS system plays a key role in phenotypic variation in MFN1032, but the results suggested that PlcC and the transcriptional regulator GntR could also participate to this process.
In the present study we took advantage of the recent identification of a clinical strain of P. fluorescens biovar I, MFN1032, considered as the causative germ of human lung infection, to investigate the secreted factors involved in the virulence of the bacterium.
First, the hemolytic power of MFN1032 was studied in vitro, with the aim to identify the factors responsible for this activity. We show that a phospholipase C, PlcC, is involved in the hemolytic activity of this bacterium, and sequences comparison reveals a phospholipase C belonging to a new group of PLC. Analysis of the results strongly suggests that PlcC is closely related to the production of biosurfactants, by a transcriptional regulator belonging to the GntR family. Moreover, biosurfactants also appear to be involved in the hemolytic activity.
Furthermore, the adaptation potential and the virulence of the strain are enhanced by phenotypic variation. Analysis of the phenotype of several variants suggests that the expression of hemolysis by strain MFN1032 is a phase variable trait.
On a molecular point of view, the complementation by the gacA or gacS genes restored wild phenotype of some variants. Surprisingly, an overexpression of gacA/gacS genes in trans decreased the total number of variants, although the gac complementation did not restore wild phenotype of hyperadherents strains.
The GacA/GacS system plays a key role in phenotypic variation in MFN1032, but the results suggested that PlcC and the transcriptional regulator GntR could also participate to this process.
Pseudomonas fluorescens est un bacille à Gram négatif ubiquitaire qui possède un fort potentiel adaptatif. En milieu hospitalier, cette bactérie est fréquemment retrouvée dans les solutions injectables, qu'elle contamine, mais émerge également comme agent pathogène responsable d'infections nosocomiales. Cependant, actuellement peu d'études permettent de déterminer le réel potentiel de virulence de cette bactérie, qui présente pourtant de nombreux traits relatifs à un pathogène opportuniste.
Afin d'appréhender le pouvoir pathogène de cette espèce, nous avons caractérisé et étudié une souche clinique, P. fluorescens MFN1032, isolée d'un patient atteint d'une infection pulmonaire. Cette souche est capable de pousser à 37°C et produits des facteurs de virulence.
Dans un premier temps, notre intérêt s'est particulièrement porté sur l'activité hémolytique de la souche, l'objectif étant de déterminer le ou les facteurs impliqués dans cette activité. Nous avons caractérisé une phospholipase C, PlcC, qui appartient à une classe de phospholipase C distincte de celles actuellement répertoriées. PlcC est impliquée dans l'activité hémolytique de MFN1032. Les résultats montrent que PlcC est étroitement liée à la production de biosurfactants, qui participent à l'activité hémolytique, via le régulateur transcriptionnel GntR.
D'autre part, le potentiel d'adaptation et de virulence de la souche est favorisé par des mécanismes de variations de phénotypes. Ainsi, différents variants phénotypiques ayant émergé de la souche MFN1032 ont été étudiés et comparés à la souche « sauvage », et les résultats montrent que l'activité hémolytique est directement concernée par cette variation.
D'un point de vue moléculaire, le phénotype d'une partie des variants est restauré par une complémentation en trans des gènes gacA ou gacS. La surexpression d'un des gènes gac diminue l'émergence des autres variants non complémentables par les gènes gac et présentant un phénotype « hyperadhérent ».
Le regroupement des différents résultats suggère que PlcC et GntR pourraient participer au processus d'émergence des variants hyperadhérents.
Afin d'appréhender le pouvoir pathogène de cette espèce, nous avons caractérisé et étudié une souche clinique, P. fluorescens MFN1032, isolée d'un patient atteint d'une infection pulmonaire. Cette souche est capable de pousser à 37°C et produits des facteurs de virulence.
Dans un premier temps, notre intérêt s'est particulièrement porté sur l'activité hémolytique de la souche, l'objectif étant de déterminer le ou les facteurs impliqués dans cette activité. Nous avons caractérisé une phospholipase C, PlcC, qui appartient à une classe de phospholipase C distincte de celles actuellement répertoriées. PlcC est impliquée dans l'activité hémolytique de MFN1032. Les résultats montrent que PlcC est étroitement liée à la production de biosurfactants, qui participent à l'activité hémolytique, via le régulateur transcriptionnel GntR.
D'autre part, le potentiel d'adaptation et de virulence de la souche est favorisé par des mécanismes de variations de phénotypes. Ainsi, différents variants phénotypiques ayant émergé de la souche MFN1032 ont été étudiés et comparés à la souche « sauvage », et les résultats montrent que l'activité hémolytique est directement concernée par cette variation.
D'un point de vue moléculaire, le phénotype d'une partie des variants est restauré par une complémentation en trans des gènes gacA ou gacS. La surexpression d'un des gènes gac diminue l'émergence des autres variants non complémentables par les gènes gac et présentant un phénotype « hyperadhérent ».
Le regroupement des différents résultats suggère que PlcC et GntR pourraient participer au processus d'émergence des variants hyperadhérents.
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