Une bactérie au pays des biopuces : étude du transcriptome de Salmonella dans des macrophages infectés Salmonella transcriptome during macrophage infection

La survie de Salmonella dans les macrophages est conditionnelle à l’expression de plusieurs gènes qu’il importe d’identifier pour prévenir et guérir les infections causées par cette bactérie. Les biopuces sont couramment utilisées pour déterminer le profil global d’expression génique dans des conditions qui miment l’infection. Cependant les limites intrinsèques de cette approche ne permettent pas l’identification des gènes bactériens exprimés in vivo. Les facteurs limitants comprennent la faible quantité d’ARN bactérien et la courte demi-vie de l’ARNm non polyadénylé qui, de plus, se retrouve mélangé avec l’ARNr et l’ARN provenant de l’hôte. Quant à elle, la technique SCOTS (selective capture of transcribed sequences) permet l’identification de gènes bactériens exprimés dans les cellules de l’hôte par clonage et séquençage des transcrits [1]. Nous avons récemment réussi à combiner les qualités de ces deux approches [2]. En effet, les transcrits bactériens obtenus par la technique SCOTS ont été utilisés en conjonction avec les biopuces, ce qui nous a permis d’obtenir le profil global d’expression génique de la bactérie à partir de macrophages humains infectés [2]. Grâce à la technique SCOTS, l’ARN total de macrophages humains THP-1 infectés a été isolé et converti en ADNc contenant les amorces spécifiques par transcriptase inverse. Cet ADNc initial contient un mélange correspondant à l’ARN eucaryote et procaryote. L’ADNc bactérien de ce mélange a été capturé par hybridation avec l’ADN génomique bactérien et ensuite amplifié grâce aux amorces spécifiques. Dans notre cas, trois cycles de capture ont été effectués. L’ADNc provenant de chacune de ces étapes a été marqué et utilisé pour l’hybrider à des biopuces de Salmonella [3]. Nos résultats indiquent qu’une faible proportion des transcrits provenant de l’ADNc initial présentent un signal assez fort pour être détectés (Figure 1). Ces résultats démontrent le peu de sensibilité obtenu lorsque l’ADNc initial est utilisé et confirment les limites d’identification directe de transcrits bactériens durant l’infection. En revanche, le nombre de gènes détectés augmente avec les cycles successifs de la méthode SCOTS (Figure 1). Ainsi, nous avons confirmé que la complexité de l’ADNc obtenu par la technique SCOTS était suffisante pour obtenir le transcriptome bactérien in vivo. Nous avons donc utilisé la technique SCOTS pour obtenir de l’ADNc de Typhi à partir du surnageant de macrophages infectés, après la phagocytose (T0), à 2h (T2), 8h (T8) et 24h (T24) post-infection [2]. Nous avons mis en évidence une différence d’expression significative de 36 % du génome de Typhi, la répression de 138 gènes et l’induction de 117 gènes, comparés au surnageant de culture. Parmi les gènes induits, plusieurs facteurs de virulence connus ont été identifiés, corroborant nos résultats, ainsi que plusieurs gènes aux fonctions inconnues, qui pourraient correspondre à de nouveaux facteurs de virulence. Les résultats de biopuces ont été confirmés en quantifiant l’expression de certains gènes par PCR quantitatif en temps réel [4]. Le chromosome de Salmonella possède plusieurs insertions de larges régions d’ADN qui contiennent des gènes de virulence que l’on nomme îlots de pathogénicité (SPI). Les SPIs jouent un rôle clé dans la pathogenèse de Salmonella. SPI-1 et SPI-2 codent pour deux systèmes de sécrétion de type trois ayant des rôles différents : SPI-1 participe à l’invasion tandis que SPI-2 contribue à la survie intracellulaire [5]. Chez Typhi, les gènes de SPI-1 ont été identifiés comme étant induits au début de l’infection (T0) et, par la suite, réprimés pour le reste de l’infection (Figure 2). Les gènes de SPI-2 sont induits au début de l’infection, ainsi que pour toute la durée de l’infection (Figure 2). Ces résultats concordent avec le rôle biologique de ces SPI et valident …