Cet article de recherche publié au mois de Janvier dans le journal « Gut microbes » met en lumière un rôle protecteur original de protéines appartenant à la machinerie d’autophagie dans la défense de nos cellules contre les infections par la levure pathogène opportuniste Candida albicans (C. albicans).

Ce travail est le fruit d’une collaboration entre des chercheurs de l’Université de Bourgogne et le CHU de Dijon, l’INRAE CSGA, le Hans Knoell Institute (Jena, Allemagne), l’Institut Pasteur (Paris, France), l’Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC, Gif-sur-Yvette, France) et l’ Institut Necker Enfants-Malades (Paris, France).

Cette levure appartient au microbiote intestinal (MI) normal de l’homme sain. Dans certaines situations de perturbations de l’homéostasie digestive chez l’hôte (par exemple déficit immunitaire, inflammation tissulaire digestive etc … mais aussi dysbiose du MI), C. albicans peut être responsable chez l’Homme d’infections opportunistes, allant d’atteintes superficielles à des formes disséminés dans tous l’organisme, lesquelles sont potentiellement mortelles.

L’origine de ces formes disséminées est principalement digestive où, dans certaines situations pathologiques, C. albicans peut franchir la barrière intestinale et disséminer dans la circulation sanguine voire envahir secondairement d’autres organes. Le franchissement de cette barrière intestinal passe notamment par la capacité de C. albicans à envahir les cellules épithéliales intestinales lors de son développement sous forme de filaments (hyphes). Nous avons pu montrer dans cette étude, in vitro et in vivo, que lors de l’invasion des cellules épithéliales intestinales, la levure C. albicans créé des dommages à la membrane plasmique des cellules hôtes. Ces dommages sont détectés par la cellule infectée qui déclenche un recrutement intense sur le site d’invasion de protéines de la machinerie d’autophagie.

Le processus d’autophagie répare les dégâts induits par C. Albicans en produisant des sorte de « pansements ».

Le processus cellulaire d’autophagie correspond à la formation de vacuoles membranaires jouant un rôle de protection dans nos cellules, notamment en permettant de dégrader des éléments dangereux (bactéries, virus, mitochondries altérées) qui sont sources de stress pour les cellules. De manière originale, dans le cas de l’infection de C. albicans, l’activation de cette machinerie d’autophagie dans les cellules épithéliales intestinales permet de réparer les dégâts induits par l’invasion de C. albicans à la membrane plasmique en favorisant un apport de membrane. Nos résultats suggèrent que la machinerie d’autophagie permet à la cellule de former des sortes de pansements à la membrane pour contrecarrer les dégâts induits par l’infection.

Ces travaux ouvrent la voie à une meilleure compréhension des rôles joués par les molécules associées au processus d’autophagie dans la dynamique membranaire et la défense contre les infections microbiennes.

“Membrane protective role of autophagic machinery during infection of epithelial cells by Candida albicans”
Pierre Lapaquette*, Amandine Ducreux*, Louise Basmaciyan, Tracy Paradis, Fabienne Bon, Amandine Bataille, Pascale Winckler, Bernhard Hube, Christophe d’Enfert, Audrey Esclatine, Elisabeth Dubus, Marie-Agnès Bringer, Etienne Morel and Frédéric Dalle.

L’article est disponible en accès libre dans le lien suivant : https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/19490976.2021.2004798 .

Réponse protectrice de l’autophagie lors de l’infection de cellules épithéliales par Candida albicans.

(A) Un filament de Candida albicans (rouge) pénètre activement la cellule épithéliale intestinale. En réponse à ce stress, la cellule infectée active le processus d’autophagie (détail dans le cadre gris). Ce processus correspond à des portions de membranes à l’intérieur de la cellule qui vont s’allonger pour former une membrane d’isolation permettant de piéger les éléments à dégrader. La fermeture de cette membrane d’isolation permet de former une vacuole, appelée autophagosome, qui peut éventuellement fusionner avec les lysosomes et conduire à la dégradation des éléments piégés. L’activation de l’autophagie lors de la pénétration de C. albicans permet de mobiliser des membranes (cercles verts) sur le site d’invasion et limiter les dégâts membranaires induits par l’infection fongique.

(B) Clichés de microscopie électronique montrant la pénétration d’une cellule épithéliale (gris clair) par un filament de C. albicans (gris foncé). Les flèches blanches indiquent les lésions observables sur la membrane plasmique de la cellule hôte.

(C) Images de microscopie à fluorescence montrant l’intense recrutement de la protéine de l’autophagie LC3 (vert) au site d’invasion de C. albicans (rouge) dans des cellules épithéliales humaines.