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    L’ancrage du méningocoque aux vaisseaux sanguins examiné à la loupe

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    Equipe de Sandrine Bourdoulous, équipe de Stefano Marullo

    Neisseria meningitidis, ou méningocoque, est une bactérie responsable de méningites et de septicémies avec atteinte vasculaire, dont la forme la plus grave, purpura fulminans, est souvent fatale. Les équipes de Sandrine Bourdoulous et Stefano Marullo, à l’Institut Cochin, en collaboration avec celle de Xavier Nassif à l’Institut Necker Enfants Malades, montrent comment les méningocoques s’attachent fermement aux vaisseaux pour résister à la force du flux sanguin et les coloniser. Cette étude a été publiée le 1 juin 2017 dans la revue Nature Commmunications.

    Neisseria meningitidis, ou méningocoque, est une bactérie responsable de méningites et de septicémies pouvant rapidement évoluer vers un choc septique grave et souvent fatal. Cette bactérie qui réside naturellement dans le rhinopharynx de l’homme, s’avère pathogène lorsqu’elle atteint la circulation sanguine. Elle se multiplie alors rapidement dans le sang et interagit avec les cellules endothéliales qui tapissent la paroi des vaisseaux sanguins. Cette étape est déterminante pour la pathogénèse des infections invasives à méningocoque, puisqu’elle lui permet de passer la barrière sang/cerveau et d’infecter les méninges (méningites). De plus cette interaction provoque des lésions des vaisseaux, pouvant aller dans les formes les plus graves jusqu'à leur destruction et l’apparition de zones hémorragiques rapidement mortelles (purpura fulminans).

    Les équipes avaient précédemment montré que le méningocoque utilise deux récepteurs à la surface des cellules endothéliales: CD147, essentiel à l’adhérence initiale, et le récepteur β2-adrénergique (β2AR), qui induit des signaux dans les cellules infectées, permettant l’infection des tissus et les effets pathogènes observés. Restait à déterminer comment ces récepteurs sont organisés et coordonnés dans l’espace et le temps pour procurer une adhérence stable à cette bactérie.

    FigureDans cette nouvelle étude, les chercheurs ont développé des techniques nouvelles et performantes pour montrer que CD147 et β2AR forment naturellement des complexes à la surface des cellules endothéliales. Parmi celles-ci, figurent la combinaison d’une complémentation entre protéines avec le transfert d'énergie de résonance (CODA-RET), et un type d'imagerie en super résolution (2D- et 3D-STORM). Ils ont ensuite démontré que les complexes CD147/β2AR étaient assemblés par une protéine d'échafaudage, l’alpha-actinine4. Celle-ci se lie directement à la queue cytoplasmique de CD147 et contrôle l'assemblage des complexes CD147/β2AR en agrégats fortement ordonnés. Une analyse par microscopique à force atomique (AFM), réalisée en collaboration avec le groupe de Frank Lafont (Institut Pasteur, Lille) a alors permis de montrer que l’alpha-actinine4 augmentait ainsi la force de liaison initiale des méningocoques aux cellules endothéliales et créait des plates-formes moléculaires pour l'allongement de protrusions membranaires qui stabilisent les bactéries à la surface de la cellule endothéliale.

    Cette étude offre des informations sans précédent sur l'organisation structurale de complexes de récepteurs et la façon dont une telle organisation a un impact majeur sur l'interaction entre une bactérie et sa cellule hôte.

     

    En savoir plus

    • Strength of Neisseria meningitidis binding to endothelial cells requires highly-ordered CD147/β2-adrenoceptor clusters assembled by alpha-actinin-4.
      Nawal Maïssa, Valentina Covarelli, Sébastien Janel, Beatrice Durel, Nandi Simpson, Sandra C. Bernard, Liliana Pardo-Lopez, Haniaa Bouzinba-Ségard, Camille Faure, Mark G. H. Scott, Mathieu Coureuil, Philippe C. Morand, Frank Lafont, Xavier Nassif, Stefano Marullo & Sandrine Bourdoulous.
      Nature Communications 8,Article number: 15764 (2017) Jun 1;8:15764

       

    Contact chercheur

     

    Légende figure

    Les caractéristiques cliniques des infections invasives à Neisseria meningitidis (méningites, purpura) résultent de la capacité de cette bactérie à établir une interaction étroite avec les cellules endothéliales. Les méningocoques utilisent deux récepteurs pour la colonisation vasculaire, CD147 et le β2-adrenorecepteur qui s’organisent spontanément en complexes. L'alpha-actinine-4 contrôle l'assemblage de ces complexes aux sites d'adhérence bactériens. Cet assemblage hautement organisé augmente la force de l'adhérence des méningocoques à l’endothélium, leur permettant de résister à la force exercée par le flux sanguin.
    ©Nawal Maïssa, Institut Cochin, Paris.