Internalisation de L pneumophila

3.6.1.1. Adhérence de L. pneumophila à la surface de son hôte

La première étape de l’infection par L. pneumophila correspond à la phase d’adhérence à la surface cellulaire de l’hôte. Cette phase fait intervenir des protéines bactériennes, mais é_{galement des protéines de l’hôte qui vont agir en tant que} récepteurs.

Des protéines bactériennes en relation avec les pilis de type IV semblent impliquées durant la phase d’adhérence à des cellules épithéliales, et à des macrophages. C’est le cas des protéines PilEL et PilY1 (Stone and Abu Kwaik 1998;

Hoppe et al. 2017). La toxine RtxA joue un rôle à la fois dans l’adhérence et pour l’entrée dans A. castellanii, ainsi que dans l’adhérence à des cellules épithéliales et à des monocytes (Cirillo et al. 2001, 2002). La sécrétion de cette toxine se fait par l’intermédiaire du SST1 composé de LssB, LssD et TolC, montrant ainsi l’implication de ce système dans le mécanisme d’adhérence de L. pneumophila (Fuche et al. 2015). La protéine MOMP (major outer membrane protein) de L. pneumophila va être reconnue par les protéines du complément C3 et C3i, ce qui va induire l’internalisation de la bactérie dans les monocytes après interaction avec les récepteurs du complément CR1 et CR3 (Bellinger-Kawahara and Horwitz 1990; Krinos et al. 1999). La protéine Hsp60 (heat shock protein) est une protéine chaperonne associée à l’enveloppe cellulaire de L. pneumophila et montre un rôle dans l’adhérence et l’internalisation dans des cellules non-phagocytaires (Garduño et al. 1998). Les protéine Lcl (Legionella collagen-like) et LadC (L. pneumophila-specific adenylate cyclase) sont des adhésines impliquées dans l’adhérence aux cellules épithéliales pulmonaires, mais également à des cellules phagocytaires telles que des macrophages, et les amibes (Newton et al. 2008; Vandersmissen et al. 2010; Duncan et al. 2011; Abdel-Nour et al. 2014). LaiA/SdeA, un effecteur du système de sécrétion de type IV-B Dot/Icm, va également intervenir dans l’adhérence à des cellules épithéliales pulmonaires et des macrophages (Bardill et al. 2005; Chang et al. 2005).

La reconnaissance de la bactérie par l’hôte va faire intervenir des protéines agissant comme des récepteurs afin d’induire une internalisation de la bactérie. Chez l’amibe Vermamoeba vermiformis, il a été montré qu’une lectine de 170 kDa (galactose/N-acetylgalactosamine-inhibitible lectin) est impliquée dans l’adhérence de

faible effet sur l’adhérence de L. pneumophila chez A. castellanii, suggérant des mécanismes variant d’un hôte à l’autre (Venkataraman et al. 1997; Harb et al. 1998). Chez les macrophages, l’internalisation peut se faire par une voie dépendante de l’opsonisation. Comme décrit précédemment, les récepteurs CR1 et CR3 vont reconnaître les protéines du complément qui ont interagit avec la protéine MOMP de la bactérie, et de ce fait induisent l’internalisation (Bellinger-Kawahara and Horwitz 1990; Krinos et al. 1999). Cependant, le blocage de ces deux récepteurs ainsi que du CR4 par des anticorps monoclonaux spécifiques n’empêche pas l’attachement ou la réplication intracellulaire de L. pneumophila, suggérant l’implication de voies alternatives indépendante de l’opsonisation (Rodgers and Gibson 1993).

Cependant, bien que des acteurs moléculaires soient décrits pour ce processus d’adhérence à la surface de l’hôte, ce processus reste mal connu.

3.6.1.2. Internalisation de L. pneumophila

L’internalisation de L. pneumophila peut se faire par trois grands types de mécanismes : la phagocytose par enroulement (coiling phagocytosis), la phagocytose classique et la macropinocytose (Figure 9). La phagocytose classique et la phagocytose par enroulement sont les plus fréquemment retrouvées.

La phagocytose par enroulement consiste en un seul pseudopode qui s’enroule autour de la bactérie, contrairement à la phagocytose classique, ou deux pseudopodes entourent la bactérie à internaliser (Figure 9). Cette phagocytose a été mise en évidence par microscopie électronique à transmission et ne semble pas liée à la virulence de la bactérie, mais plutôt à un élément à la surface de la bactérie puisque c’est un processus observé avec des L. pneumophila vivantes, tuées par la chaleur ou tuées par le glutaraldéhyde (Horwitz 1984). Cependant, l’entrée de bactéries par phagocytose par enroulement semble dépendante des conditions de culture de la bactérie, puisque lorsque cette dernière est cultivée dans un hôte cellulaire, la fréquence d’observation de ce mécanisme augmente contrairement à des bactéries cultivées en milieu de culture BCYE (Cirillo et al. 1994, 1999). De plus, ce mécanisme diffère en fonction de l’espèce et du sérogroupe de la bactérie (Rechnitzer and Blom 1989)_{. Le troisième mécanisme d’entrée de L. pneumophila dans les macrophages et} dans l’amibe D. discoideum correspond à la macropinocytose. Ce mécanisme semble dépendant du SST4 Dot/Icm et est sous le contrôle du locus Lgn1 (Watarai et al. 2001).

Les mécanismes d’internalisation précédemment décrits sont dépendants du cytosquelette d’actine dans les cellules de mammifères, puisque l’utilisation d’inhibiteurs de la polymérisation d’actine, tel que le cytochalasine D, bloque l’entrée de L. pneumophila (Elliott and Winn 1986; Hayashi et al. 2008; Prashar et al. 2012). Des études de la phagocytose chez A. castellanii, A. polyphaga et V. vermiformis montrent que ce processus pourrait ne pas faire intervenir l’actine (King et al. 1991; Moffat and Tompkins 1992). Cependant, chez D. dicsoideum, l’internalisation de L.

pneumophilafait intervenir le cytosquelette d’actine (Lu and Clarke 2005). Lu et Clarke

suggèrent que le processus dans les autres amibes pourrait tout de même être dépendant de l’actine puisque l’effet des inhibiteurs utilisés dans les études, n’a pas été vérifié sur la dépolymérisation de l’actine chez les hôtes amibiens (Lu and Clarke 2005). L’implication des coronines, des protéines se liant à l’actine, sont également impliquées lors de l’internalisation par D. discoideum et les macrophages (Lu and Clarke 2005; Hayashi et al. 2008).

Suite à l’internalisation de L. pneumophila, d’autres processus sont rapidement mis en jeu (Escoll et al. 2013). Par exemple, une multiple déphosphorylation des protéines de l’hôte est observée chez V. vermiformis (Harb et al. 1998) et chez les macrophages (Venkataraman et al. 1997; Coxon et al. 1998). De plus, l’implication des voies MAPK a également été décrite. Ces voies font intervenir trois grands types de kinases : p38, JNK et ERK qui vont elles-_{mêmes phosphoryler d’autres kinases par un} mécanisme en cascade, et ainsi réguler de nombreuses activités cellulaires (Shin 2012). Chez A. castellanii et D. discoideum, seule la voie ERK est retrouvée et est d’ailleurs rapidement phosphorylée après internalisation de la bactérie (Li et al. 2009; Clarke et al. 2013). Une activité MAPK est également observée dans les macrophages murins et humains (Shin et al. 2008).

Figure 9 _{: Les trois mécanismes d’internalisation de L. pneumophila dans les cellules} (_d’après Rittig et al., 1998).

3.6.2. Formation de la vacuole contenant L. pneumophila (VCL)