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Jan 17, 2024

La malate synthase contribue à la survie de Salmonella Typhimurium contre les conditions de stress nutritionnel et oxydatif

Scientific Reports volume 12, Numéro d'article : 15979 (2022) Citer cet article 1168 Accès 1 Citations Détails des métriques Pour survivre et se répliquer dans l'hôte, S. Typhimurium a évolué plusieurs

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 15979 (2022) Citer cet article

1168 Accès

1 Citation

Détails des métriques

Pour survivre et se répliquer chez l'hôte, S. Typhimurium a développé plusieurs voies métaboliques. Le shunt du glyoxylate est l’une de ces voies qui peut utiliser l’acétate pour la synthèse du glucose et d’autres biomolécules. Cette voie est un contournement du cycle TCA dans lequel les étapes de génération de CO2 sont omises. Deux enzymes impliquées dans le cycle du glyoxylate sont l'isocitrate lyase (ICL) et la malate synthase (MS). Nous avons déterminé la contribution de la SEP à la survie de S. Typhimurium dans des conditions de limitation du carbone et de stress oxydatif. La souche à délétion du gène ms (souche ∆ms) s'est développée normalement dans un milieu LB, mais n'a pas réussi à se développer dans un milieu minimal M9 complété par de l'acétate comme seule source de carbone. Cependant, la souche ∆ms présentait une hypersensibilité (p < 0,05) à l'hypochlorite. De plus, la souche ∆ms s’est révélée significativement plus sensible aux neutrophiles. Il est intéressant de noter qu’une induction multiple du gène ms a été observée après l’incubation de S. Typhimurium avec des neutrophiles. De plus, la souche ∆ms a montré une colonisation défectueuse dans la rate et le foie de volaille. En bref, nos données démontrent que la SEP contribue à la virulence de S. Typhimurium en facilitant sa survie dans des conditions de manque de carbone et de stress oxydatif.

Sur la base des présentations antigéniques1, les sérotypes de Salmonella enterica sont regroupés en Salmonelles typhoïdiques et non typhoïdiques (NTS). L'OMS reconnaît le SNT comme l'une des trois maladies bactériennes d'origine alimentaire les plus courantes chez l'homme dans le monde. Les personnes âgées, jeunes et immunodéprimées sont très sujettes aux infections à Salmonella2. Parmi les NTS, le sérovar Typhimurium est le plus souvent isolé chez des patients du monde entier3.

Après ingestion, une partie des micro-organismes résiste au faible pH gastrique, envahit la muqueuse intestinale et se réplique dans la sous-muqueuse et les plaques de Peyer4. Après la pénétration intestinale, S. Typhimurium accède aux ganglions lymphatiques mésentériques, où les bactéries sont englouties par les cellules phagocytaires, telles que les macrophages5. Une fois à l’intérieur des macrophages, S. Typhimurium est compartimenté en une vacuole modifiée appelée « vacuole contenant des salmonelles » (SCV) et représente un élément central de la survie et de la croissance intracellulaires de cette bactérie6. Ainsi, l’engloutissement par le macrophage propulse le S. Typhimurium dans un milieu étranger riche en divers antimicrobiens et dépourvu de nutriments essentiels au métabolisme et à la réplication. Pour survivre dans des conditions aussi difficiles, S. Typhimurium module les fonctions des phagocytes de plusieurs manières. Premièrement, les effecteurs codés par le système de sécrétion de type III de S. Typhimurium entravent l'assemblage de l'oxydase phagosomale et inhibent par conséquent la production de radicaux superoxydes. Deuxièmement, le SCV agit comme un bouclier contre S. Typhimurium, empêchant non seulement la fusion lysosomale, mais limitant également l’exposition des cellules bactériennes contenues aux agents antimicrobiens7. Alors que les principaux antioxydants de S. Typhimurium désaltèrent directement les oxydants, les enzymes de réparation restaurent les fonctions des biomolécules endommagées8,9.

Cependant, la survie contre l'attaque antimicrobienne dans le phagolysosome dépend de la capacité du microbe à synthétiser les protéines et autres biomolécules nécessaires pour contrer le stress. Ainsi, un pathogène doit trouver les nutriments nécessaires pour fournir les éléments constitutifs de ces macromolécules complexes et l’énergie avec laquelle les synthétiser10. C’est la flexibilité métabolique de S. Typhimurium qui lui permet de survivre dans des conditions aussi difficiles au sein de l’hôte11. La capacité de répondre à ses besoins en nutriments à partir de sources alternatives pourrait jouer un rôle important dans l'aptitude de S. Typhimurium chez l'hôte. L’un de ces mécanismes de survie est l’existence du cycle du glyoxylate, dont la fonction principale est de permettre la croissance bactérienne/cellulaire lorsque les composés en C2, tels que l’éthanol et l’acétate, sont les seules sources de carbone12. Peu d’études suggèrent que les macrophages sont riches en acides gras. Lors du métabolisme, les acides gras génèrent de l'acétyl-CoA qui peut être converti en acétate13, un substrat pour le cycle du glyoxylate.