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Fait marquant

La nage bactérienne est modifiée à proximité des surfaces cellulaires



​À l'occasion d'une collaboration, nous avons étudié la façon dont nage Pseudomonas aeruginosa à proximité de surfaces et proposent que l'utilisation de leurres chimiotactiques pourrait brouiller les informations, empêcher la nage directionnelle et potentiellement limiter le potentiel infectieux des bactéries pathogènes.

Publié le 18 novembre 2016
La nage bactérienne est rendue possible grâce aux mouvements giratoires d'un ou plusieurs flagelles localisés à un pôle cellulaire. La vitesse atteinte est considérable pour une cellule de cette taille : 50 μm/s, soit 18 cm/h, pour la bactérie Pseudomonas aeruginosa, ce qui lui permet de balayer des surfaces importantes à la recherche d'opportunités nutritives ou infectieuses. Il est essentiel de caractériser les paramètres physiques et biologiques régissant la nage bactérienne au voisinage de surfaces abiotiques ou biologiques afin de comprendre les étapes préalables à la colonisation de l'organisme.

Le flagelle des bactéries est un long appendice ancré dans la membrane bactérienne. Des protéines motrices, localisées à sa base, induisent sa rotation ; les deux sens de rotation du flagelle sont possibles, permettant à la bactérie d’avancer (propulsion) ou de reculer (traction). La nage près de surfaces induit un moment de force sur le corps de la bactérie qui provoque la courbure de la trajectoire. Ceci permet à la bactérie d'employer plusieurs modes de nage. En collaboration avec une équipe de biophysiciens de l'ENS-Lyon (dirigée par Laurence Lemelle ; laboratoire Joliot-Curie), nous avons mis en évidence trois types de trajectoires chez la bactérie P. aeruginosa lorsqu’elle nage à proximité de surfaces. Nous avons montré que ces trajectoires sont caractérisées par des vitesses, des courbures, des modes de motilité (linéaire, courbe ou des pauses) et des fréquences de transition entre ces différents modes qui sont spécifiques aux trois types de trajectoires. Les bactéries utilisent ces trois trajectoires à proximité de surface abiotique (verre) ou cellulaire (cellules confluentes), mais les trajectoires lentes sont favorisées à proximité des cellules. Nous avons montré que cette préférence est due à la présence d'autres filaments bactériens appelés pili. Ces filaments sont capables d'interagir avec les surfaces solides de façon non spécifique ou grâce à des récepteurs membranaires. Lorsque les bactéries sont dépourvues de pili, la nage lente n'est plus favorisée, ce qui suggère une interaction transitoire entre pili et récepteurs cellulaires.

P. aeruginosa emploie des types de trajectoire différents pour balayer finement ou au contraire pour parcourir rapidement de grandes distances. Ce choix est influencé par le type de surface rencontré. Les bactéries dépourvues de flagelle s’avèrent être beaucoup moins infectieuses dans différents modèles d'infection in vivo

Des leurres chimiotactiques pourraient être utilisés pour brouiller les informations, empêcher la nage directionnelle et potentiellement limiter le potentiel infectieux des bactéries pathogènes.


Trajectoires bactériennes sur cellules.
Enregistrement pendant 10 s de bactéries-GFP à proximité de cellules confluentes (noyaux en bleu).

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