Role of type IIA secretory phospholipase A2 in cystic fibrosis : regulation of its expression by Pseudomonas aeruginosa
Etude du rôle de la phospholipase A2 sécrétée de type IIA dans la mucoviscidose : modulation de son expression par Pseudomonas aeruginosa
Résumé
The type IIA secretory phospholipase A2 (sPLA2-IIA) is a host defense protein endowed with antibacterial activity, especially against Gram positive bacteria. Cystic fibrosis (CF) is a genetic disease due to mutations of Cftr gene. In the lungs, CFTR mutation favored bacterial colonization by bacterial pathogens, of which S. aureus and P. aeruginosa are the most isolated. These two bacterial species sequentially colonized airways of CF patients: S. aureus is predominant in young patients and P. aeruginosa in adults. But the mechanisms involved in this switch of bacterial prevalence are still unknown. In this work we showed that sPLA2-IIA levels were increased in lungs of CF patients compared to lungs of non-CF patients and that sPLA2-IIA levels increased with age of patients. sPLA2-IIA recovered from CF patients expectorations was active and killed specifically S. aureus. Using animal models of lung infection, we demonstrated the selectivity of sPLA2-IIA against S. aureus and that P. aeruginosa induced sPLA2-IIA expression, the latter contributed to S . aureus elimination from the airways. Finally, we identified epithelial cells as a major source of sPLA2-IIA in CF airways. In these cells, P. aeruginosa induced sPLA2-IIA expression through injection of ExoS toxin and activation of KLF2 transcription factor. Taken together, these results indicate that i) P. aeruginosa-induced sPLA2-IIA expression in CF airways participated to S. aureus elimination and ii) a bacteria eliminate another bacteria by manipulating host innate immunity.
La phospholipase A2 sécrétée de type IIA (sPLA2-IIA) est une protéine possédant une activité antibactérienne très élevée envers les bactéries à Gram positif. La mucoviscidose (MV) est une maladie génétique résultant de la mutation du gène Cftr. L'altération de la fonction du CFTR dans les poumons favorise la colonisation par des pathogènes bactériens, dont les plus retrouvés, S. aureus et P. aeruginosa, colonisent les voies aériennes de manière séquentielle: S. aureus est principalement retrouvé chez les jeunes patients et P. aeruginosa chez les adultes. Les mécanismes impliqués dans ce changement de prévalence restent cependant mal connus. Dans ce travail, nous démontrons que l'expression de la sPLA2-IIA est plus importante dans les poumons de patients MV que dans les poumons de patients non MV et augmente avec l'âge des patients. La sPLA2-IIA présente dans les expectorations de patients MV est capable de tuer spécifiquement S. aureus. L'utilisation de modèles animaux nous a permis de démontrer sa spécificité d'action contre S. aureus et l'induction de son expression par P. aeruginosa contribuant à l'élimination de S. aureus des voies respiratoires. Enfin, nous avons identifié les cellules épithéliales comme une source majeure de sPLA2-IIA chez les patients MV. Dans ces cellules, P. aeruginosa induit l'expression de la sPLA2-IIA par un mécanisme dépendant de l'injection de la toxine ExoS et du facteur de transcription KLF2. L'ensemble de ces résultats indique i) que la sPLA2-IIA induite par P. aeruginosa, participe à l'élimination de S. aureus dans les voies aériennes des patients MV et ii) qu'une bactérie élimine une autre bactérie en utilisant la défense de l'hôte.
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