Altération de l’implication des septines dans l’infection des cellules épithéliales bronchiques par P. aeruginosa en contexte de mucoviscidose

Abstract

Introduction

L’atteinte respiratoire est la principale cause de mortalité chez les personnes atteintes de mucoviscidose. Tout au long de l’évolution de cette maladie, les infections pulmonaires répétées et l’inflammation chronique qui en résulte endommagent progressivement le tissu bronchique, entraînant un déclin de la fonction pulmonaire. Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), une bactérie à Gram négatif retrouvée chez près de 50 % des patients adultes, est particulièrement préoccupante en raison de sa résistance élevée aux antibiotiques, rendant nécessaire le développement de nouveaux traitements (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator) et une meilleure compréhension des mécanismes d’infection cellulaire. Dans notre étude, nous nous sommes focalisés sur le cytosquelette de septines (SEPT), connu pour jouer un rôle clé dans les processus d’interaction hôte-pathogène ainsi que dans le maintien de la fonction de barrière cellulaire. Cependant, le rôle anti-infectieux des SEPT dans le contexte de la mucoviscidose reste à ce jour insuffisamment élucidé.

Méthodes

Nous avons utilisé des cellules épithéliales bronchiques primaires de patients atteints de mucoviscidose (CF) et de doneur sains (non CF), deux lignées cellulaires épithéliales bronchiques, 16HBE (type sauvage et F508del/F508del) et BEAS-2B. La souche PAK-GFP (Green Fluorescent Protein) de P. aeruginosa a été utilisée. Des ARN interférents (siARN) ciblant les SEPT2, 7 ou 9 ont été utilisés pour inhiber leur expression. L’expression des SEPT a été étudiée par qPCR et western blot. Des expériences d’internalisation bactérienne ont été réalisées avec de la tobramycine. L’elexacaftor (3 μM)/tezacaftor (3 μM)/ivacaftor (1 μM) (ETI) a été utilisé pour restaurer l’expression et la fonction du régulateur de la conductance transmembranaire de la mucoviscidose (CFTR).

Résultats

L’étude des niveaux d’expression en ARNm des SEPT dans les cellules bronchiques montre des profils comparables entre des cellules CF et non-CF. De plus, nous avons observé que les SEPT2, 7 et 9 étaient celles qui avaient les plus importants niveaux d’expression. L’inhibition de l’expression des SEPT2, 7 et 9 par siARN a induit une augmentation du nombre de bactéries intracellulaire dans les cellules non-CF mais pas dans les CF (lignées cellulaires et cellules primaires). Suggérant que ces trois protéines limitent l’invasion bactérienne intracellulaire en condition physiologique mais pas dans le contexte CF. Par la suite nous avons observé que cette action limitante ne survenait pas dans les phases précoces de l’infection. Enfin, la restauration de la protéine CFTR via pré-traitement à l’ETI ne rétabli pas l’action des SEPT en contexte CF suggérant ainsi que l’altération de ce mécanisme n’est pas liée à la fonction de CFTR.

Conclusion

Les résultats de notre étude montrent que les SEPT2, 7 et 9 sont essentielles au contrôle par les cellules bronchiques, de l’infection à P. aeruginosa. Ce rôle des SEPT est toutefois altéré dans le contexte CF malgré une expression protéique comparable, ce qui pourrait favoriser la persistance de l’infection chez les patients CF.