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Thématique :

Au sein de l’équipe MicrobAdapt, je travaille sur le métabolisme respiratoire et ses conséquences chez Streptococcus agalactiae ou GBS (Group B streptococcus). GBS est une bactérie Gram positive commensale présente dans les tractus gastro-intestinal et urogénital humains. Cette espèce est un agent pathogène opportuniste souvent associé à des infections chez les nouveaux nés ou chez les personnes âgées ou immunodéprimées. GBS possède un métabolisme fermentaire. Cependant, sous certaines conditions, notamment en présence d’hème et de ménaquinones exogènes (vitamine K₂), GBS peut respirer en utilisant une cytochrome bd quinol oxydase impliquée dans le transfert des électrons du NADH à l’oxygène moléculaire. Ce métabolisme respiratoire confère à la bactérie une meilleure croissance et survie in vitro et joue un rôle dans sa virulence.

          La souche GBS NEM316 est capable d'utiliser l’acide 1,4-dihydroxy-2-naphthoique (DHNA) comme précurseur de synthèse pour produire ses propres ménaquinones. En effet, nous avons montré que, grâce au gène menA (gbs1789), GBS peut utiliser l’acide 1,4-dihydroxy-2-naphthoique (DHNA) pour synthétiser ses propres déméthylménaquinones de type DMK-10. La chaine polyprényle de 10 unités est synthétisée par la protéine codée par le gène ispB (gbs1783) (Franza et al., 2016). Beaucoup d'espèces bactériennes synthétisent du DHNA. Par complémentation nutritionnelle au sein de population polymicrobienne, GBS peut donc utiliser l’hème et le DHNA pour mettre en route un métabolisme de type respiratoire augmentant sa capacité colonisatrice. Nous avons aussi montré que l'enzyme NADH déshydrogénase de type 2 Ndh associée à la chaine respiratoire est impliquée dans la virulence de GBS (Lencina et al., 2018). En parallèle, nous avons aussi étudié la régulation de la respiration chez GBS en caractérisant le régulateur transcriptionnel Rex et son impact sur le métabolisme chez GBS. Suivant la source de carbone, un bon contrôle du ratio intracellulaire NAD⁺/NADH par le régulateur Rex est primordial pour la multiplication et colonisation de GBS chez la souris (Franza et al. 2021).

          GBS est capable d’utiliser le DHNA produit par Escherichia coli. Or, ces deux espèces sont présentes dans le tractus urogénital féminin où GBS peut être à l’origine d’infections sévères du nouveau-né après accouchement. En collaboration avec Jean-Philippe Nougayrede à Toulouse (équipe d’E. Oswald de l’Institut de Recherche en Santé Digestive) qui travaille sur la pathogénie et commensalisme des entérobactéries, nous voulons étudier l’interaction GBS/E. coli et comprendre comment et sous quelle forme E. coli peut fournir le DHNA à GBS. Cette thématique fait l’objet d’un projet incitatif MICA (CROSS).

Mots clés: Streptococcus agalactiae, respiration, ménaquinone,  NADH déshydrogénase, cytochrome bd oxydase, DHNA (acide 1,4-dihydroxy-2-naphthoique), répresseur de transcription Rex, régulation, complémentation nutritionnelle.

Bibliographie (2015-2018) :

- Franza, T., Delavenne, E., Derré-Bobillot, A., Juillard, V., Boulay, M., Demey, E., Vinh, J., Lamberet, G., Gaudu, P. (2016). A partial metabolic pathway enables group b streptococcus to overcome quinone deficiency in a host bacterial community. Molecular Microbiology, 102 (1), 81-91

- Lencina A. M., Franza T., Sullivan M. J., Ulett G. C., Ipe D. S., Gaudu P., Gennis R. B., Schurig-Briccio L. A. (2018). Type 2 NADH dehydrogenase is the only point of entry for electrons into the Streptococcus agalactiae respiratory chain and is a potential drug target. mBio, 9 (4), https://dx.doi.org/10.1128/mBio.01034-18, https://hal.inrae.fr/hal-02621541

- Franza T., Rogstam A., Thiyagarajan S., Sullivan M., Derré-Bobillot A., Bauer M., Goh K., Da Cunha V., Glaser P., Logan D., Ulett G., von Wachenfeldt C., Gaudu P. (2021). NAD⁺ pool depletion as a signal for the Rex regulon involved in Streptococcus agalactiae virulence. PLoS Pathogens, 17 (8), e1009791, https://dx.doi.org/10.1371/journal.ppat.1009791, https://hal.inrae.fr/hal-03319837

- Franza, T., and Gaudu, P. (2022). Quinones: More Than Electron Shuttles. Research in microbiology, Volume 173,  Issues 6–7, p 103953,

Financement sur projet CROSS MICA 2022-23

Collaborations :

- JP Nougayrède de l’équipe Pathogénie et Commensalisme des Entérobactéries de l’Institut de Recherche en Santé Digestive (IRSD, UMR 1220, Toulouse).

- R Gennis du Department of Biochemistry, (University of Illinois, USA).

- GC Ulett (Griffith University, Australie). C. von Wachenfeldt (Université de Lund, Suède).