Segmented filamentous bacteria undergo a structural transition at their adhesive tip during unicellular to filament development

Les bactéries filamenteuses segmentées subissent une transition structurale à leur extrémité adhésive lors du passage de la forme unicellulaire à la forme filamenteuse.

Le laboratoire Host-Microbiota Interaction, dirigé par Pamela Schnupf, a, en collaboration avec des chercheurs de l’Institut Pasteur et de l’Université de Zurich, mis en évidence de nouveaux aspects du cycle de vie de la bactérie commensale intestinale encore énigmatique Segmented filamentous bacterium (SFB). Cette bactérie joue un rôle majeur, à la fois dans la santé et la maladie, en raison de son fort potentiel immunostimulant lié à son attachement étroit à la surface épithéliale iléale de l’hôte.

Dans cette étude, récemment publiée dans Nature Communications, les auteurs identifient une transition structurale de la surface de SFB lors de la croissance de bactéries unicellulaires (appelées « intracellular offsprings » ou IOS) en filaments, et montrent que l’extrémité adhésive en forme de mamelon constitue un site vulnérable où un antigène majeur de SFB reconnu par les lymphocytes Th17 et les lymphocytes B est accessible au système immunitaire.

Dans ce travail, la première autrice Ana Raquel Cruz (récemment diplômée d’un doctorat, aujourd’hui post-doctorante au GIMM à Lisbonne) utilise la cryo-microscopie électronique et la tomographie pour caractériser les structures de surface de SFB, et en particulier l’extrémité unique en forme de mamelon utilisée pour l’adhésion aux cellules épithéliales intestinales de l’iléon. L’étude identifie une couche S répétitive entourant les IOS, qui est progressivement remplacée spécifiquement à l’extrémité des IOS par des structures désordonnées en forme de poils, dont la localisation et la cinétique sont compatibles avec un rôle dans l’attachement aux cellules hôtes. Lors de la croissance en filaments, la bactérie est ensuite entièrement entourée d’une couche distincte de poils morphologiquement ordonnés (HLL), et cette transition développementale, qui peut être divisée en cinq étapes distinctes, est conservée entre les différentes espèces de SFB.

Les auteurs montrent également que ces stades de développement sont perturbés lorsque SFB se développe dans un hôte hétérologue ne permettant pas l’attachement, et que l’antigène majeur induisant les réponses Th17 est une protéine ubiquitaire associée à la paroi cellulaire, protégée de la reconnaissance immunitaire par la couche S et la HLL, mais facilement accessible aux anticorps au niveau de l’extrémité adhésive des filaments.

Dans l’ensemble, cette étude apporte un nouvel éclairage sur l’interaction intime et essentielle entre SFB et son hôte.

🔗 Retrouver l’article : https://www.nature.com/articles/s41467-025-66892-5

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