La colonisation de l’épithélium intestinal

III.2.1 L’effet anti-prolifératif de Cif

La première hypothèse d’une participation de Cif dans l’établissement d’une colonisation bactérienne efficace se fonde sur l’effet cyclomoduline de Cif in vitro. Les EPEC et les bactéries Y. pseudotuberculosis et Photorhabdus colonisent toutes l’intestin de leur hôte. L’épithélium intestinal se renouvelle constamment et très rapidement. Chez les mammifères, 3 à 7 jours suffisent pour renouveler cet épithélium. Schématiquement, au dessus des cellules souches (qui se trouvent à la base de la crypte intestinale), se trouvent des cellules progénitrices qui prolifèrent et migrent vers le sommet de la villosité en se différenciant en 4 lignées cellulaires : les entérocytes, les cellules caliciformes, les cellules endocrines ou les cellules de Paneth (van der Flier and Clevers, 2009; Crosnier et al., 2006). Une fois au sommet de la villosité, les cellules intestinales sont éliminées par apoptose. Par ce mécanisme, l’organe se débarrasse des parasites fixés à ces cellules (Cliffe et al., 2005).

Il a donc été émis l’hypothèse que Cif par son effet antiprolifératif pourrait ralentir le renouvellement de l’épithélium intestinal (Marches et al., 2003), facilitant la colonisation du tube digestif par les entérobactéries exprimant Cif (figure 14). Cet effet de blocage du « tapis roulant » qui permettrait d’augmenter la colonisation bactérienne de l’épithélium intestinal à travers une cyclomoduline anti-proliférative (IpaB) a déjà été décrit in vivo avec la bactérie

Shigella (Iwai et al., 2007). Une récente étude montrant que les EPEC sont capables d’entrer

dans les cryptes intestinales au contact de cellules prolifératives renforce la nécessité de vérifier cette hypothèse (Maddocks et al., 2009).

III.2.2 Le rôle des CKIs

Les résultats sur les CKIs offrent de nouvelles perspectives quant à l’effet de Cif. Bien que l’on ne sache pas exactement comment se passe l’exfoliation des cellules dans le lumen intestinal, il a été suggéré que les cellules pourraient être exfoliées à la suite d’une apoptose (Watson and Pritchard, 2000; Hall et al., 1994). La protéine p21, stabilisée par Cif, possède une activité anti-apoptotique (Abbas and Dutta, 2009; Gartel and Tyner, 2002). En bloquant la survenue de l’apoptose via p21, Cif pourrait également empêcher le renouvellement de

Figure 14 : Rôle hypothétique de Cif in vivo. La figure montre un épithélium intestinal simplifié, infecté par des EPEC. Cif pourrait jouer un rôle dans l’établissement d’une colonisation prolongée des bactéries en inhibant le renouvellement des cellules épithéliales (par inhibition de la prolifération des cellules progénitrices) ou en facilitant la différenciation cellulaire. Cif pourrait induire l’apoptose des entérocytes au sommet de la villosité intestinale ou potentialiser l’apoptose spontanée dans l’épithélium intestinal. L’induction de l’apoptose

118 l’épithélium intestinal. Ce type d’effet a été suggéré pour la bactérie Helicobacter pylori qui, au travers de la cyclomoduline CagA, empêcherait le renouvellement de l’épithélium gastrique et augmenterait sa colonisation en inhibant l’apoptose (Mimuro et al., 2007). Cependant nos études, au contraire, montrent que Cif induit la mort cellulaire (Samba- Louaka, publication sous presse) et dans certaines situations, la protéine p21 a été également décrite comme pro-apoptotique (Abbas and Dutta, 2009; Gartel and Tyner, 2002). L’existence physiologique de phénomène d’apoptose spontanée au sein des cellules progénitrices (Watson and Pritchard, 2000) nous amène à suggérer que Cif pourrait amplifier la mortalité de ces cellules pour ralentir le renouvellement de l’épithélium intestinal.

Un autre processus dans lequel les protéines p21 et p27 jouent un rôle sensible est la différenciation des cellules intestinales (Stehr et al., 2005; Evers, 1999). Il a été décrit que l’adhésion des EPEC est plus importante sur des cellules différenciées (Gabastou et al., 1995). Il n’est pas à exclure que Cif pourrait jouer un rôle sur la différenciation des cellules intestinales pour optimiser la colonisation bactérienne (figure 14).

III.2.3 Le cytosquelette

La modification du cytosquelette des cellules cibles est une stratégie fréquemment utilisée par les bactéries. Chez les EPEC, les effecteurs Tir, EspH et TccP/EspFu participent à la formation des lésions d’A/E (Garmendia et al., 2005), Map, EspF et EspG altèrent les jonctions serrées (Matsuzawa et al., 2005; Dean and Kenny, 2004; McNamara et al., 2001) et EspB interagit avec la protéine du cytosquelette -caténine (Kodama et al., 2002). Bien que l’apparition des fibres de stress et des plaques d’adhésion focale n’ait été observée que sur cellules HeLa, les modifications du cytosquelette peuvent être l’un des phénotypes induit par Cif in vivo. Une étude récente suggère que l’effecteur OspE de Shigella flexneri stabilise les plaques d’adhésion focale pour empêcher le détachement cellulaire et permettre la colonisation bactérienne in vivo (Kim et al., 2009). L’existence d’un tel mécanisme avec Cif pourrait également être étudiée.

III.2.4 Cif et la symbiose

Il serait également intéressant de vérifier le rôle de Cif dans les phénomènes de symbiose. En effet, au niveau structural, Cif est proche de la protéine avirulente AvrPphB de

Pseudomonas syringea (Hsu et al., 2008). Les protéines avirulentes (uniquement décrites pour

les bactéries pathogènes de plantes) ont un impact négatif sur le pouvoir pathogène de la bactérie envers sa cellule cible et jouent donc un rôle important dans la relation hôte - agent pathogène (White et al., 2000). L’apoptose induite par Cif pourrait empêcher une colonisation prolongée de l’épithélium intestinal et/ou participer à la dissémination du pathogène. Ainsi, Cif pourrait faciliter le processus de symbiose chez les espèces Photorhabdus qui sont des symbiontes de nématodes. Dans le même sens, il a été suggéré que les bactéries (commensales et pathogènes) maintiennent une tolérance inflammatoire en modulant le niveau de neddylation de la cullin-1 (Collier-Hyams et al., 2005). Une modulation des CRLs par Cif pourrait permettre à la bactérie de réguler la réaction immunitaire.

III.2.5 Les cyclomodulines et le Cancer

La participation des bactéries dans la genèse ou la progression de certains cancers est un thème émergeant depuis que le lien entre l’infection chronique par Helicobacter pylori et les cancers gastriques a été établi (Lax and Thomas, 2002). La capacité des bactéries à interférer avec la prolifération cellulaire des tissus hôtes suggère que la présence de ces bactéries dans le tube digestif représente un risque de développement de tumeurs dont l’impact a pu être sous-estimé. En effet, la latence entre l’initiation d’un cancer d’origine bactérienne et son développement, période où cet agent serait à priori éliminé, explique que les études épidémiologiques n’ont pu révéler cette étiologie. Quelques études suggèrent l’implication des cyclomodulines dans l’émergence des cancers. Par exemple, la toxine CDT participe à l’établissement des lésions pré-malignes dans le foie des souris infectées de manière chronique par la bactérie Helicobacter hepaticus (Ge et al., 2007). D’autre part, l’effecteur CagA d’Helicobacter pylori participerait au développement d’adéno-carcinomes gastriques (Hatakeyama and Higashi, 2005). La bactérie Enterococcus faecalis, quant à elle, possède une rare et remarquable capacité à produire des espèces réactives de l’oxygène (ERO). Ces dernières bloquent le cycle cellulaire à la transition G2/M et provoquent des dommages à

120 participer à l’émergence de polypes adénomateux et de cancers colorectaux (Allen et al., 2008; Wang et al., 2008b; Huycke et al., 2002; Huycke and Moore, 2002). Concernant certaines ETEC (pathovar de E. coli) qui sécrètent la toxine Sta (heat-stable enterotoxin), une publication a évoqué l’idée selon laquelle la faible incidence des cancers colorectaux dans les pays en voie de développement pourrait résulter des effets anti-prolifératifs de Sta (Carrithers, 2003). Au regard des fonctions cellulaires fondamentales (cycle cellulaire, re-réplication de l’ADN, apoptose, la signalisation des protéines Rho) perturbées par Cif, in vitro, il sera intéressant, lors d’infections chroniques et persistantes, d’examiner le rôle hypothétique des EPEC exprimant Cif dans l’induction, la progression ou la protection contre des cancers colorectaux.

IV- Conclusion