Type 1 secretion system in Legionella pneumophila : substrate localization and role during the infectious cycle
Système de sécrétion de type 1 chez Legionella pneumophila : localisation de son substrat et rôle lors du cycle d'infection
Résumé
Legionella pneumophila is the causative agent of a form of pneumonia called legionellosis or Legionnaires’ disease. Between 2012 and 2015, the reported European cases of legionellosis increased from 5,848 to 7,069 cases per year where France, Germany, Italy and Spain accounted for 69% of the reported cases. Worryingly, the case fatality of incidents was 8.2% making this disease a considerable health concern. One virulence factor produced by this bacterium is a large protein (~700 kDa) belonging to the RTX (Repeats in ToXin) family called RtxA secreted by the type 1 secretion system. The hereby work reveals that, in vitro, LapG periplasmic protease cleaves RtxA N-terminus in the middle of a di-alanine motif (a.a. 108-109). We also show using lapG and lapD mutant strains, that RtxA release is controlled by these two proteins similar to Pseudomonas fluorescenes LapA. We observed that a strain lacking LapG protease maintains RtxA on the cell surface, while a strain lacking LapD does not exhibit cell surface RtxA. Interestingly, we identified the presence of homologous potential T1SS/LapDG systems in many Legionella species and other Gammaproteobacteria. Regarding L. pneumophila virulence, our work showed that mutants for L. pneumophila T1SS (lssBD/tolC) were more disruptive to its virulence than lapG/lapD mutants. We also hypothesize, by challenging infection, that L. pneumophila might be actively targeting its host via RtxA. Additionally, by observing rtxA mutants as well as detecting RtxA on host surface briefly after inoculation and attenuating virulence by using anti RtxA antibodies, we assume an important but not limiting role for this protein in the infection process
Legionella pneumophila est responsable d'une forme de pneumonie, la legionellose ou de maladie du légionnaire. Entre 2012 et 2015, les cas annuels ont grimpé de 5848 à 7069 en Europe, la France, l’Allemagne, l’Italie et l’Espagne correspondant à 69% du total. De façon inquiétante, la mortalité était de 8,2% faisant de cette maladie un réel enjeu de santé publique. Un facteur de virulence produit par cette bactérie est la protéine RtxA (~700 kDa) de la famille des protéines RTX (Repeats in ToXin) sécrétée via un système de sécrétion de type 1. Dans ce travail, in vitro, la protéase périplasmique LapG clive la partie N-terminale de RtxA au sein d'un motif di-alanine (position 108-109). La construction de mutants déficients dans l’expression de LapG et LapD a révélé une localisation de RtxA sous le contrôle de ces deux protéines, mécanisme semblable au modèle LapA décrit chez P. fluorescens. Un mutant lapG maintient RtxA à la surface de cellules, à l’opposé d’un mutant ?lapD. Nous avons identifié des systèmes homologues T1SS/LapDG dans de nombreuses espèces Legionella ainsi que d’autres gammaproteobactéries. Concernant la virulence de L. pneumophila, les mutants déficients pour le T1SS (lssBD/tolC) étaient plus altérés dans leur virulence que des mutants du système LapDG. Nous avons également montré, grâce à des expériences de compétition, que L. pneumophila semble cibler les cellules hôtes via la protéine RtxA. L’utilisation d’anticorps spécifiques anti-RtxA nous a permis de détecter RtxA à la surface des cellules hôtes, mais aussi de réduire de la virulence de L. pneumophila, suggérant un rôle important de RtxA lors du processus d’infection, bien que non limitant
Origine : Version validée par le jury (STAR)