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Alice Lebreton

Dynamique du dialogue bactérie-cellule

L’équipe BIRD dans la cour aux Ernests de l’ENS, novembre 2023
Quel vivant voulons-nous pour demain ?

Entretien croisé avec Alice Lebreton et Anne Simon à l’occasion de la première Biennale du vivant, les 22-23 septembre 2023 (ENS-PSL, MNHN, ENSAD, en partenariat avec Libération).

L’établissement de l’infection de cellules par une bactérie pathogène comme Listeria monocytogenes constitue un exemple remarquable de phénomènes dynamiques en biologie, au cours desquels la bactérie et la cellule hôte s’attaquent et se répndent successivement. C’est la mise en place de ce dialogue moléculaire, vue dans le temps et dans l’espace, que nous étudions.

La bactérie Listeria monocytogenes, contaminant alimentaire fréquent, est l’agent pathogène responsable de la listériose, maladie opportuniste qui touche principalement les personnes âgées, les individus immunodéprimés et les femmes enceintes. L. monocytogenes peut franchir les barrières intestinale, fœto-placentaire et hémato-encéphalique, et se propager ainsi à l’ensemble de l’organisme. Cette bactérie a la capacité d’entrer et de se multiplier dans le cytoplasme de la plupart des types cellulaires. Pour ceci, un arsenal de facteurs de virulence ciblant différents constituants cellulaires lui permet de détourner les fonctions eucaryotes à son profit.

L’une des principales conséquences du dialogue entre la bactérie et son hôte lors de l’infection est le remaniement de leur expression génique. Cette adaptation mutuelle conditionne la physiologie bactérienne, la survie cellulaire, la réponse immunitaire tissulaire, et détermine in fine l’issue patho-physiologique de l’infection. L’étude des différents niveaux de régulations, et de leur dynamique, est essentielle pour comprendre dans quelle mesure les fonctions cellulaires de base sont perturbées. L’activité des facteurs de virulence sécrétés par Listeria et interférant avec les fonctions cellulaires, ainsi que les dommages liés à l’infection, contribuent à modeler ces régulations et leurs conséquences.

Objectifs


Notre équipe étudie la dynamique spatiotemporelle du dialogue moléculaire qui s’instaure lors de l’infection de cellules épithéliales humaines par Listeria monocytogenes. Nous utilisons cette bactérie intracellulaire modèle pour tester des concepts qui pourront par la suite être étendus à d’autres infections. Nous suivons actuellement deux principaux axes de recherche :

  • La dynamique de l’expression des gènes de l’hôte en réponse à l’infection, avec un intérêt particulier pour les mécanismes de régulations post-transcriptionnelles qui contrôlent cette réponse, les voies de signalisation qui les induisent et leurs conséquences fonctionnelles.
  • L’hétérogénéité des modes de vie de Listeria dans différentes niches subcellulaires. Nous étudions les mécanismes de l’hôte et de la bactérie impliqués dans l’établissement et la maintenance de ces niches, et de leur impact sur l’infection.


    Nos travaux combinent les méthodes de la biologie moléculaire, de la génomique fonctionnelle et de la microbiologie cellulaire afin de mieux comprendre le scénario d’adaptation de la cellule hôte à l’infection bactérienne, d’identifier de nouveaux facteurs de virulence, et d’explorer les voies de contrôle de l’expression des gènes eucaryotes dans un contexte d’infection. L’observation par microscopie en temps réel de la dynamique de l’infection nous permet également de mieux cerner les différents scénarios de vie intracellulaire de Listeria, et la dynamique des facteurs de virulence sécrétés.

Corre M, Boehm V, Besic V, Kurowska A, Viry A, Mohammad A, Sénamaud-Beaufort C, Thomas-Chollier M et Lebreton A. Alternative splicing induced by bacterial pore-forming toxins sharpens CIRBP-mediated cell response to Listeria infection. Nucleic Acids Res. (2023) 51(22):12459–12475.

Petit TJP et Lebreton A. Adaptations of intracellular bacteria to vacuolar or cytosolic niches. Trends Microbiol (2022) 30(8):736-748 (Revue).

Peron-Cane C, Fernandez J-C, Leblanc J, Wingertsmann L, Gautier A, Desprat N et Lebreton A. Fluorescent secreted bacterial effectors reveal active intravacuolar proliferation of Listeria monocytogenes in epithelial cells. PLoS Pathog (2020) 16(10):e1009001.

Besic V, Habibolahi F,* Noël B,* Rupp S, Genovesio A et Lebreton A. Coordination of transcriptional and translational regulations in human cells infected by Listeria monocytogenes. RNA Biol (2020) 17(10):1492-1507.

Chekli Y, Peron-Cane C, Dell’Arciprete D, Allemand J-F, Li C, Ghigo J-M, Gautier A, Lebreton A, Desprat N et Beloin C. Visualizing the dynamics of exported bacterial proteins with the chemogenetic fluorescent reporter FAST. Sci Rep (2020) 10(1):15791.

Aubry M, Wang W-A, Guyodo Y, Delacou E, Guignier JM, Espéli O, Lebreton A, Guyot F et Gueroui Z. Engineering E. coli for magnetic control and the spatial localization of functions. ACS Synth Biol (2020) 9(11):3030-3041.

 auteurs ressource ; * contribution équivalente




Dialogue moléculaire entre Listeria monocytogenes et les cellules épithéliales.
Dialogue moléculaire entre Listeria monocytogenes et les cellules épithéliales.