Toxines bactériennes : facteurs de virulence et outils de biologie cellulaire.

Abstract

De nombreuses bactéries rencontrées en pathologie humaine produisent des toxines protéiques. L’étude du mode d’action de ces molécules possède un double intérêt. Elle s’intègre d’abord à l’étude des interactions entre les bactéries et leur hôte. Par ailleurs, les toxines constituent des exemples spectaculaires de détournement du fonctionnement des cellules eucaryotes au profit des bactéries. En mettant à jour ces mécanismes, l’étude de ces protéines a permis la découverte de nouvelles activités utilisables dans l’étude des fonctions cellulaires. Ces activités sont particulièrement intéressantes du fait de leur étroite spécificité de cible. Par exemple, les toxines bactériennes ont permis de démontrer l’implication des protéines G de la famille Rho dans l’organisation du cytosquelette d’actine, et d’étudier celle des SNARE dans le contrôle du trafic vésiculaire. L’étude de ces molécules toxiques offre ensuite un modèle d’adressage cellulaire spécifique. Les toxines bactériennes constituent donc un champ actif de recherche dont le retentissement s’étend non seulement à la microbiologie, mais aussi à la biologie cellulaire.

Many pathogenic bacteria produce protein toxins. Studying their mode of action presents a double interest. On one hand, toxins play a role in the host-bacteria interaction, and they can influence the clinical course of bacterial infections. On the other hand, toxins are also spectacular examples of cellular functions diversion. New bacterial toxin activities have been described over the last decade, and they have become widely used as cell biology tools, since they target important regulators of cell functions with very tight specificity. Bacterial toxins have been for instance instrumental in the discovery of the role played by small GTPases of the Rho family in the control of the actin cytoskeleton organization, and in the study of SNAREs molecules in vesicular traffic. Bacterial toxins are often organized in different domains that fulfill the following functions: (1) a toxic domain, very often an enzyme; (2) a domain that interacts with a cell surface receptor; (3) a domain that allows active domain delivery of the catalytic subunit in the cytoplasm and which acts as a «molecular syringe» across the cell membrane. The study of the mode of action of bacterial toxins is therefore an active field of research in both microbiology and cellular biology.