Helicobacter pylori, inflammation chronique et cancer gastrique

Helicobacter pylori, inflammation chronique et cancer gastrique

Hilde de Reuse(hdereuse@pasteur.fr)

Unité de Pathogenèse de Helicobacter

Institut Pasteur, PARIS

Jusqu’en 1983, on pensait que l’estomac était un organe stérile et que les ulcères de l’estomac

étaient causés par le stress

pH median de l’estomac = 2

1886 : identification de bactéries spiralées dans des lavages gastriques humains par Walery Jaworski (Université de Cracovie)

1893 : description de bactéries spiralées dans l’estomac d’un chien par Giulio Bizzozero (Université de Padoue)

Anciennes observations de bactéries dans l’estomac...Anciennes observations de bactéries dans l’estomac...

Ces observations ne montrent pas que la bactérie cause une maladieCes observations ne montrent pas que la bactérie cause une maladie

1) Analyse de biopsies de l’estomac de 135 patients souffrant de gastrite et de biopsies de patients sains=> identification d’une bactérie spiralée uniquement chez les patients souffrant de gastrite

3) Barry Marshall démontre l’un des postulats de Koch en avalant une culture de cette bactérie qu’ils appellent Helicobacter pylori

En 1983 - le travail exemplaire de deux médecins australiens, R. Warren et B. Marshall

2) Culture de cette bactérie pure in vitro

2005: R. Warren et B. Marshall R. Warren et B. Marshall Prix Nobel de Médecine Prix Nobel de Médecine

pour la démonstration du rôle de la bactérie pour la démonstration du rôle de la bactérie Helicobacter pylori Helicobacter pylori dans le développement des maladies de l’estomacdans le développement des maladies de l’estomac

La bactérie Helicobacter pylori

• Gram négatif

• Classe des epsilon protéobactéries

• Spiralée et fortement mobile

H. pylori colonise exclusivement

l’estomac des humains

et des primates non-humains

H. pylori colonise exclusivement

l’estomac des humains

et des primates non-humains

• Helicobacter pylori : chef de file d’un nouveau genre bactérien

Helicobacter pylori chef de file d’un nouveau genre bactérien

Espèces de Helicobacter ayant un tropisme préférentiel pour l'estomac Espèces Hôtes

"Cand idatus Helicobact er bov is" Bovins "Cand idatus Helicobact er he ilmann ii" Fé lidés sau vages, hommes "Flexisp ira" taxon 7 Chiens Helicobacter acinonych is Guépard s Helicobacter bacul iformis Chats Helicobacter bizzozeron ii Chiens, chats, hommes Helicobacter cetorum Dauph ins, bé lugas Helicobacter cynogas tricus Chiens Helicobacter felis Chats, ch iens, guép ards, hommes Helicobacter mustelae Furets Helicobacter py lori Hommes, primate s no n-hominiens Helicobacter sa lomon is Chiens, hommes Helicobacter su is Porcs, ho mmes, primates non -hominiens "Helicobacte r suncus" Musara igne "Helicobacte r wingha mens is" Hommes

Espèces de Helicobacter ayant un tropisme préférentiel pour l'intestin et/ou le foie

Espèces Hôtes "Flexisp ira" taxon 10 Pr imates non-hominiens Helicobacter aurati Hamsters Helicobacter anser is Oies Helicobacter bilis Sour is, rats, ha msters, gerbilles, ch iens,

chats, ov ins, porcs, homm es Helicobacter brantae Oies Helicobacter canadens is Homm es, oies Helicobacter canis Chiens, chats, hommes Helicobacter cholecystus Hamsters Helicobacter cinaed i Homm es, hamsters, ch iens , chats,

renard s, mac aque rhésus, rats "Helicobacte r colifelis" Chats Helicobacter e quorum Chevau x Helicobacter fennell iae Homm es, primate s no n-hominiens (?),

ch iens (?) Helicobacter ganm ani Sour is Helicobacter hepat icus Sour is, hommes (?) Helicobacter mar motae Marmotte, chats Helicobacter mastom yrinus Sour is, mast omys Helicobacter mesocr ice torum Hamsters "Helicobacte r mur ico la" Sour is sauvages Helicobacter mur idarum Rats, sour is Helicobacter pamet ens is Oiseau x, porcs, chats Helicobacter pullorum Vo la illes, homm es Helicobacter rodentium Sour is Helicobacter trogo ntum Rats, porcs, ovins Helicobacter typhlon ius Sour is "Helicobacte r sp. Bird-B" Oiseau x "Helicobacte r sp. Bird-C" Oiseau x "Helicobacte r sp. cot ton -top tam arins" Cotton -top tamar ins

Infections par Helicobacter pylori

Infections par Helicobacter pylori

- très forte prévalence, la moitié de la population humaine mondiale- fortes disparités géographiques (niveau socio-économique)

Mode de transmission :- inter-humaine

- acquisition par voie oro-orale

- acquisition au cours de la petite enfance

- transmission le plus souvent intrafamiliale

- infection persiste souvent toute la vie

Epidémiologie de l’infection par Helicobacter pylori

Prévalence des infections à H. pylori Prévalence des infections à H. pylori

Dans les pays occidentaux => l’incidence diminue

- 66 % de la population de l’âge de 60 ans est infectée - 22 % de la population de l’âge de 20 ans est infectée

Effet cohorte

Asymptomatique (80%)

Ulcères gastriques ou duodénaux (10%)

Gastrite atrophique

Adénocarcinome (1-3%)

Lymphome du MALT (0.3%)

Gastrite chronique(100%)

Infection par H. pylori

Métaplasie intestinale

Dysplasie

Pathologies associées à l’infection par Pathologies associées à l’infection par H. pyloriH. pylori

Dyspepsie fonctionnelle

(5-10%)

<1a

20-30a

65-80a

30-50a

Caractéristiques génétiquesde l’hôte

Génotype de la bactérie

Facteurs de l’environnement

et mode de vie de l’hôte

Risque accru d'atrophie gastrique

et d'adénocarcinome

Polymorphismes des cytokines pro-inflammatoires

-> TNF et IL1 β (puissant inhibiteur de la sécrétion

acide gastrique)

(îlot de pathogénicité Cag, VacA-s1m1)

• Trithérapie de 7 jours : combinaison de deux antibiotiques parmi (Amoxicilline, clarithromycine, tétracycline, métronidazole) + inhibiteur de Pompe à Protons (IPP)

• Nouveaux traitements (90% éradication)- séquentiel- IPP, Tetracycline, Metronidazole, Bismuth

Traitements des infections à Helicobacter pylori

• Apparition préoccupante de souches résistantes

Souches isolées de 530 biopsies (2004-2007, France) 26% clarithromycineR 61% métronidazoleR

0% amoxicillineR

(Raymond et al. Helicobacter 2010)

Helicobacter pylori et cancer gastrique

1994 : reconnaissance internationale de H. pylori comme oncogène de classe I

par l’agence internationale de recherche sur le cancer (IARC)

Principaux agents impliqués :

Bactérie : Helicobacter pylori 5.5%

Virus : Papilloma Virus humains 5.2%

Virus des Hépatites B & C 4.9%

Virus d’Epstein-Barr 1%

VIH & HHV8 0.9%

HTL Virus 0.03%

Parasites du foie : 0.02% (Parkin, Int J Cancer 2006)

Cancers associés aux infections

cancers gastriques

Nombre total de cancers attribuables aux infections en 2002 :

- 1.9 million de cas dans le monde

- 18% de l’ensemble des cancers

Le cancer gastrique en chiffre

• 600 000 nouveaux cas/an dans le monde

• 2ème cause de mortalité par cancer dans le monde

(2/3 des cas dans pays en voie de développement)

• 800 000 morts par an dans le monde

• En France : 6 000 nouveaux cas/an

• Survie à 5 ans : 10-15 %

• Cancers gastriques associés à H. pylori

90 % des lymphomes gastriques de type MALT

71 % des adénocarcinomes gastrique distaux (de type intestinal ou diffus)

Uemura et al. N. Engl. J. Med. (2001)

• Sur les 280 patients non-infectés par H. pylori ou infectés et traitésaucun n’a développé de cancer

- Suivi longitudinal sur 10 ans de 1526 patients japonais

**   4,7 % Dyspeptiques 4,7 % Dyspeptiques 3,5 % Ulcères gastriques3,5 % Ulcères gastriques 2,2 % Polypes gastriques2,2 % Polypes gastriques 0 % Ulcères duodénaux 0 % Ulcères duodénaux

• Sur 1246 patients infectés par H. pylori * 36 patients ont développé un cancer (2,9%)

Comment l’infection par H. pylori conduit au cancer gastrique ?

Processus très long (>40 ans) multifactoriel - mécanismes encore mal compris.

• H. pylori provoque une réponse inflammatoire chronique au niveau des cellules épithéliales de la muqueuse gastrique => conduit à des lésions de l'ADN (espèces réactives de l'oxygène et de l'azote).

• H. pylori provoque l'augmentation de l'enzyme AID, une cytidine deaminase responsable de l"editing" d'ADN => génère l'accumulation de mutations dans TP53.(Matsumoto et al. Nature Med 2007)

• L'infection par H. pylori diminue l'expression de certaines enzymes de réparation de l'ADN. (Machado et al, Clin. Canc Res 2009)

• H. pylori exprime des facteurs de virulence dont les activités augmentent le risque d'oncogenèse (VacA et CagA).

Activités de la cytotoxine VacA

s1 s2 i1 i2 m1 m2

p33 p55

Formes plus fréquemment associées avec le cancer gastrique

(D'après Polk and Peek, Nature Reviews Cancer, 2010)

Séquence signalDomaine

autotransporteur

s i m

Libération cytochrome C

VacuolisationVacuolisation Affaiblissement des jonctions intracellulaires

Affaiblissement des jonctions intracellulaires

Induction de l'apoptose

Induction de l'apoptose

Integrin ß2

Inhibition de l'activation et de la prolifération

IL-2

Altération de la capacité à présenter

les antigènes

Activité immuno-suppressive :évasion de la réponse immunitaire adaptative

Activité immuno-suppressive :évasion de la réponse immunitaire adaptative

Macrophages Lymphocytes B Cellules T

Inhibition de lafusion phagosome-lysosome

L'îlot de pathogénicité Cag

cagA30 gènes

- Ilot Cag : acquis par transfert horizontal de gènes, présent dans :

• 50 % des souches européennes • >95% des souches asiatiques

- souches Cag+ = facteur de risque pour le cancer gastrique :

cancer => 95% Cag+ gastrite non-atrophique => 40 % Cag+

- Contient 22 gènes requis pour la synthèse d'un système de sécrétion de type IV (SST4)

40 kb

CelluleCellule

épithélialeépithéliale

H. pyloriH. pyloriMembrane interneMembrane interne

Membrane externeMembrane externe

H. pyloriH. pylori

Cellule Cellule épithélialeépithéliale CagA

SST4SST4

CagA, une molécule pro-oncogène

injectée par le SST4 Cagrécepteur récepteur

intégrines intégrines 5 ß15 ß1

- Remaniement du cytosquelette - Remaniement du cytosquelette (augmentation de la mobilité et élongation cellulaire)(augmentation de la mobilité et élongation cellulaire)

- Prolifération cellulaire- Prolifération cellulaire

- Remaniement du cytosquelette - Remaniement du cytosquelette (augmentation de la mobilité et élongation cellulaire)(augmentation de la mobilité et élongation cellulaire)

- Prolifération cellulaire- Prolifération cellulaire

CagAP

SHP2

SRC ABL

CagA

PCSK

fragments de PGfragments de PGViala et al.

Nature Immunol. 2004

Activation de NF-kB => Stimulation de la

transcription de la cytokine pro-inflammatoire IL-8

Activation de NF-kB => Stimulation de la

transcription de la cytokine pro-inflammatoire IL-8

Nod1

Perturbation Perturbation - des jonctions serrées et adhérentes - des jonctions serrées et adhérentes - de la polarité cellulaire- de la polarité cellulaire

Perturbation Perturbation - des jonctions serrées et adhérentes - des jonctions serrées et adhérentes - de la polarité cellulaire- de la polarité cellulaire

CagAJAM

ZO-1

ß-cateninActivation anormale

Hyperprolifération Hyperprolifération et différentiation et différentiation

aberranteaberrante

Hyperprolifération Hyperprolifération et différentiation et différentiation

aberranteaberrante

(D'après Polk and Peek, Nature Reviews Cancer, 2010) Rôle du SST4 Cag dans la transformation des cellules épithéliales gastriquesRôle du SST4 Cag dans la transformation des cellules épithéliales gastriques

Effet de l’éradication de H. pylori sur le développement du cancer gastrique

Atrophie gastriqueAmélioration dans l'antre et le corps

Métaplasie intestinaleAucune amélioration

Gastrite chronique

Atrophie gastrique

Métaplasie intestinale

Dysplasie

Adénocarcinome

Gastrite chronique

Atrophie gastrique

Métaplasie intestinale

Dysplasie

Adénocarcinome

• Traitement du MALT: 80 % de régression après éradication de H. pylori

• Effet bénéfique de l'éradication de H. pylori sur l'évolution des lésions pré-néoplasiques (Méta-analyse par Rokkas et al. Helicobacter 2007)

Point de“non-retour” ?

• Helicobacter pylori : une bactérie de découverte récente responsable de diverses pathologies de l'estomac chez l'homme.

• H. pylori colonise de manière persistante la moitié de la population humaine mondiale (800 000 morts/an).

• H. pylori = la seule bactérie reconnue comme oncogène de classe 1 (MALT et adénocarcinome).

• Adénocarcinome apparaît après des décades d'infection par H. pylori– mutagenèse de l'ADN des cellules hôtes (inflammation, AID).– diminution de l'expression de facteurs de réparation de l'ADN.– expression de facteurs de virulence (VacA et Cag) qui augmentent le risque d'oncogenèse.

• L'éradication de H. pylori fait régresser le MALT et elle est bénéfique pour l'évolution des lésions pré-oncogènes.

Conclusions

H. pylori possède des propriétés uniques qui lui permettrent de survivre

et de se multiplier à long terme dans l’estomac, un organe pourtant hostile...

Barrière physique :mucus très épais

Barrière biologique :réponse immunitaire

Barrière chimique : acidité

pH médian : 2

pH 4.5-6

cellules épithéliales

Adapté de Adapté de Tortora, Funke and Case "Microbiology, an Tortora, Funke and Case "Microbiology, an introduction" editeur Pearsonintroduction" editeur Pearson

pH neutre

Barrière immunologiqueBarrière immunologiqueMotifs Lewis : mimétisme moléculaire

Immuno-suppression

Barrière physique : mucus très épaisBarrière physique : mucus très épais

Forme spiralée pour pénétrer dans le mucus

Flagelles pour se déplacer dans le mucus

2 NH3 + CO2

NH4+

H+

H+=

O

NH2-C-NH2 + H2O

H+

H+

H+

H+

Barrière chimique : pH très acideBarrière chimique : pH très acide

UréaseUréase

Urease : un facteur de virulence Urease : un facteur de virulence majeur de majeur de H. pyloriH. pylori

Urease : un facteur de virulence Urease : un facteur de virulence majeur de majeur de H. pyloriH. pylori

- Enzyme essentielle pour la résistance à l'acidité, indispensable à la colonisation de modèles animaux

- Urease : 10% protéines totales de H. pylori

- Uréase de H. pylori, la plus active de toutes les uréases décrites (Km=0,2-0,5 mM)

- Au niveau des cellules épithéliales gastriques de l'hôte- l'ammoniac produit par H. pylori est cytotoxique- la présence d'ammoniac accélère l'induction de l'apoptose induite

par la cytokine TNF

Ni2+

24 nickel ions par complexe actif d'uréase [(UreA-UreB)3]4

Urease : une métalloenzyme à nickelUrease : une métalloenzyme à nickel

Ni2+

Uréase : Uréase : une arme à double tranchantune arme à double tranchant

- à pH acide : activité indispensable à la survie de à pH acide : activité indispensable à la survie de H. pyloriH. pylori

- à pH neutre : production d'ammoniac délétère car conduit à pH neutre : production d'ammoniac délétère car conduit

à un pH alcalin toxique pour à un pH alcalin toxique pour H. pyloriH. pylori

pH Compte-viable des bactéries

PBS pH 7.0

37°C - 1 H

PBS pH 2+ 10mM urée

PBS pH 7.0+ 10mM urée

2x108 bact./ml

H. pylori

Tests de la réponse de Tests de la réponse de H. pylori H. pylori à l'acidité à l'acidité in vitroin vitro

0123456789

0 1

pH = 7pH = 7

pH = 2

1 H

108 CFU/ml

pH = 2

pH final pH initial

Nécessité pour la bactérie de contrôler son activité uréase

Incubation sans urée

0123456789

0 1

pH = 6.5pH = 7

pH = 9

1 H

108 CFU/ml

pH = 2

pH initial pH final

Incubation avec urée

Toxique

Plusieurs niveaux de contrôle de Plusieurs niveaux de contrôle de l'activité uréase chez l'activité uréase chez H. pyloriH. pylori

- Accessibilité de son substrat, l'urée

- Transport de son co-facteur, le nickel

- Incorporation du nickel dans son site actif

Identification de mécanismes originaux

- Stockage du nickel

Sous-unités catalytiques

Protéines accessoires

ureA ureB ureI ureE

ureF

ureG ureH

Ni2+ UreHEFG

(UreA-UreB)6

PP

Canal à uréeUreI

H+Urée

Urée

Skouloubris et al. Infect & Immun 1998Bury-Moné et al. Mol Microbiol 2001 et 2004

Construction d'un mutant de H. pylori ureI-> activité uréase identique à celle de la souche sauvage (sur des lysats)

0123456789

0 1

pH = 6.5pH = 7

pH = 9

1 H0123456789

0 1

pH = 2.5

pH = 9

108 CFU/ml

105 CFU/ml

1 H

pH = 2

Souche de H. pylori sauvage Mutant de H. pylori ureI

pH = 7

pH = 2

UreI est nécessaire pour la survie de H. pylori à pH acide en présence d'urée

pH final pH initial pH final pH initial

Incubation avec urée

Démonstration du transport de l'urée à pH acide par UreI dans un système hétérologue (oocytes de Xénopes) Weeks et al. 2001

0 1 2 3 4 semaines

Inoculation par voie orogastriquede 109 bactéries

(souche SS1)

Compte-viable

Sacrifice

H. pylori sauvage

109

0 10 202 7 14 28 C

harg

e b

act

érie

nne

(CF

U/g

es

tom

ac

)

101

102

103

104

105

106

107

108

0

H. pylori ureI

(Skouloubris et al. I&I 1998)

jours

Contrôle négatif

La protéine UreI est essentielle pour la colonisationLa protéine UreI est essentielle pour la colonisationd'un modèle animal par d'un modèle animal par H. pyloriH. pylori

NH3 + CO2

UréaseUréaseUréaseUréase

NH4+

H+

Urée

H+

H+

H+

Urée

UreI = canal à urée dans la membrane interne UreI = canal à urée dans la membrane interne de la bactérie ouvert uniquement à pH acidede la bactérie ouvert uniquement à pH acide

(cible thérapeutique - brevet)(cible thérapeutique - brevet)

UreI = canal à urée dans la membrane interne UreI = canal à urée dans la membrane interne de la bactérie ouvert uniquement à pH acidede la bactérie ouvert uniquement à pH acide

(cible thérapeutique - brevet)(cible thérapeutique - brevet)

H+

H+

H+

UreI

H+

H+

H+

Plusieurs niveaux de contrôle de Plusieurs niveaux de contrôle de l'activité uréase chez l'activité uréase chez H. pyloriH. pylori

- Accessibilité de son substrat, l'urée

- Transport de son co-facteur, le nickel

- Incorporation du nickel dans son site actif

Identification de mécanismes originaux

Il est essentiel pour Il est essentiel pour Helicobacter pyloriHelicobacter pylori de se de se procurer du nickel dans l’estomac de son hôteprocurer du nickel dans l’estomac de son hôte Il est essentiel pour Il est essentiel pour Helicobacter pyloriHelicobacter pylori de se de se procurer du nickel dans l’estomac de son hôteprocurer du nickel dans l’estomac de son hôte

NickelNickel

L'acquisition des métaux par les bactéries L'acquisition des métaux par les bactéries pathogènes au sein de leur hôte pathogènes au sein de leur hôte

est un élément de virulenceest un élément de virulence

L'acquisition des métaux par les bactéries L'acquisition des métaux par les bactéries pathogènes au sein de leur hôte pathogènes au sein de leur hôte

est un élément de virulenceest un élément de virulence

Environnement gastrique :Environnement gastrique : - complexe et variécomplexe et varié- biodisponibilité des ions métalliques ?biodisponibilité des ions métalliques ?

Concentration du nickel dans le corps Concentration du nickel dans le corps humain est très faible : 2-11 nMhumain est très faible : 2-11 nM

Acquisition du nickel par Acquisition du nickel par H. pyloriH. pylori

Ni2+

NixANixA

??

MIMI

MEME

Comment le nickel est-il Comment le nickel est-il transporté à travers la membrane transporté à travers la membrane

externe (ME) ?externe (ME) ?

Aucune source d'énergie disponible au niveau de la ME

Modified from Braun & Braun

Substrate-binding site

Le complexe TonB/ExbB/ExbD fournit de l'énergie pour le Le complexe TonB/ExbB/ExbD fournit de l'énergie pour le transport à travers la membrane externe (ME) en utilisant la transport à travers la membrane externe (ME) en utilisant la

force proto-motrice de la membrane interne (MI)force proto-motrice de la membrane interne (MI)

Le complexe TonB/ExbB/ExbD fournit de l'énergie pour le Le complexe TonB/ExbB/ExbD fournit de l'énergie pour le transport à travers la membrane externe (ME) en utilisant la transport à travers la membrane externe (ME) en utilisant la

force proto-motrice de la membrane interne (MI)force proto-motrice de la membrane interne (MI)

Substrats du système TonB :

• Fer chélaté (sidérophores)

• Cobalamin, vitamine B12 (cofacteur cobalt)

Transporteur Transporteur dépendant de dépendant de TonB = TBDTTonB = TBDT

Transporteur Transporteur dépendant de dépendant de TonB = TBDTTonB = TBDT

MEME

MIMI

La machinerie ExbB/ExbD/TonB est impliquée La machinerie ExbB/ExbD/TonB est impliquée

dans le transport du fer chez dans le transport du fer chez H. pyloriH. pylori

La machinerie ExbB/ExbD/TonB est impliquée La machinerie ExbB/ExbD/TonB est impliquée

dans le transport du fer chez dans le transport du fer chez H. pyloriH. pylori

Kristine SCHAUER

Question: est-ce que TonB est Question: est-ce que TonB est

requis pour le transport requis pour le transport

énergisé du nickel ?énergisé du nickel ?

Question: est-ce que TonB est Question: est-ce que TonB est

requis pour le transport requis pour le transport

énergisé du nickel ?énergisé du nickel ?

Mesures du contenu intracellulaire en nickel par la technique deMesures du contenu intracellulaire en nickel par la technique de"Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry" (ICP-MS)"Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry" (ICP-MS)

Ni2+

pH 7

• A pH 7, peu de nickel accumulé indépendamment de TonB

µmol Ni2+ /g prot

• A pH 5, augmentation de l'accumulation du nickel, dépend de TonB

pH 5

mutant ∆exbB-exbD-tonB+ mutant complémenté

Modified from Braun & Braun

Identification du transporteur TonB-dépendantIdentification du transporteur TonB-dépendantIdentification du transporteur TonB-dépendantIdentification du transporteur TonB-dépendant

présente les caractéristiques d'un TBDT

localisée dans la membrane externe (Ernst et al. 2006 J. Bact)

régulée par NikR en réponse au nickel (Muller et al. 2011 NAR)

FrpB4

Mutant ∆frpB4, même phénotype que

le mutant ∆exbB-D-tonB

Conséquences du transport du nickel TonB-dépendant sur l'activité uréase

Conséquences du transport du nickel TonB-dépendant sur l'activité uréase

pH 7 pH 5

A pH 7, accumulation du nickel A pH 7, accumulation du nickel TonB-indépendante TonB-indépendante

=> activation de l'uréase=> activation de l'uréase

A pH 5, à des faibles doses de nickelA pH 5, à des faibles doses de nickel

=> Machinerie ExbB/ExbD/TonB + => Machinerie ExbB/ExbD/TonB + FrpB4 nécessaires à l'activité uréaseFrpB4 nécessaires à l'activité uréase

H+

PMF

Exb

B

ExbD

To

nB

FrpB4

H+

ME

MI

• FrpB4 = Transporteur de nickel dépendant de TonB

• Transport de nickel est activé à pH acide

• Activation de l'uréase à pH acide par l'apport de nickel

Schauer et al. Molec Microbiol (2007)

NixANixA

Nickel

Schauer, Rodionov et al. TIBS (2008) UréaseUréase

Première démonstration d'un transport du nickel à travers la ME Première démonstration d'un transport du nickel à travers la ME par un mécanisme dépendant de la machinerie TonBpar un mécanisme dépendant de la machinerie TonB

Plusieurs niveaux de contrôle de Plusieurs niveaux de contrôle de l'activité uréase chez l'activité uréase chez H. pyloriH. pylori

- Accessibilité de son substrat, l'urée

- Transport de son co-facteur, le nickel

- Incorporation du nickel dans son site actif

Identification de mécanismes originaux

• Purification de complexes multi-protéiques à partir de l'organisme d'origine

=> Meilleure spécificité des complexes (moins de faux positifs)

• Purification de complexes protéiques par la technique TAP, Tandem Affinity Purification (Kerstin STINGL)

Incorporation du nickel dans l'uréase par des complexes protéiques

• Carte génomique d'interaction protéiques par paires (Y2H) Nature (2001), Mol Microbiol (2001), NAR (2003)

Recherche de complexes protéiques associés à l'uréase chez H. pylori par TAP

Identification de deux populations de complexes

- un complexe enzymatique actif associé à des enzymes du métabolisme de NH3

- un complexe d'incorporation du nickel partagé avec celui de l'hydrogénase (distribution du nickel)

Identification de deux populations de complexes

- un complexe enzymatique actif associé à des enzymes du métabolisme de NH3

- un complexe d'incorporation du nickel partagé avec celui de l'hydrogénase (distribution du nickel)

UreaseUreaseNi 2+

HydrogenaseHydrogenase

Ni2+ Complexes protéiques pour l'incorporation du

nickel

UreaseUreaseUreaseUrease

HydrogenaseHydrogenaseHydrogenaseHydrogenase

Complexes protéiques Complexes protéiques pour l'incorporation pour l'incorporation

du nickeldu nickel

Complexes protéiques Complexes protéiques pour l'incorporation pour l'incorporation

du nickeldu nickel

Urée

H+ UreI

H+

Canal à urée activé Canal à urée activé à pH acideà pH acide

Canal à urée activé Canal à urée activé à pH acideà pH acide

Urée

NixA

Nouveaux mécanismes pour Nouveaux mécanismes pour l'acquisition du nickel, l'acquisition du nickel,

activés à bas pHactivés à bas pH

Nouveaux mécanismes pour Nouveaux mécanismes pour l'acquisition du nickel, l'acquisition du nickel,

activés à bas pHactivés à bas pHFrpB4

TonB-ExBD

Ni2+

Ni2+

Helicobacter pylori est une bactérie fascinante !

- il reste beaucoup d’aspects de sa virulence à comprendre

- elle constitue un bon système d’étude

* pour identifier de nouveaux mécanismes ou de nouvelles fonctions dont certains peuvent être communs à d’autres bactéries pathogènes

* pour comprendre les processus qui conduisent au cancer

http://www.helicobacter.fr./

Pour en savoir plus sur H. pyloriPour en savoir plus sur H. pylori

Eliette TOUATIEliette TOUATI

Valérie MICHELValérie MICHEL

Hilde DE REUSEHilde DE REUSE

Unité Pathogenèse de HelicobacterUnité Pathogenèse de Helicobacter

Julien GALLAUDJulien GALLAUD

Yulia REDKOYulia REDKO

Sylvie AUBERTSylvie AUBERT

Daniel VINELLADaniel VINELLA

Julien FERNANDESJulien FERNANDES

Mécénat

ODYSSEY-Re

Janssen

Karine ANGERKarine ANGER

ERL3526

Mireille FERRANDMireille FERRAND

Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (CEA/CNRS Grenoble)

Christelle BALHAWANEIsabelle MICHAUD-SORET

Laboratoire de Cristallographie et Cristallogenèse des Protéines

(CEA/CNRS Grenoble)

Christine CAVAZZA

Laboratoire CEA de Cadarache DSV/IBEB/SBVME/LB3M

Pierre RICHAUD

Groupe de Cristallographie Macromoléculaire (ESRF Grenoble), now at

IBCP Lyon

Cyril DIANLaurent TERRADOT

Génopole IP (Proteopole)

Pascal LENORMANDJean-Claude ROUSSELLE

Abdelkader NAMANE

Burnham Institute, La Jolla USA

Dmitry RODIONOV

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