Quorum sensing : une nouvelle cible thérapeutique pour Pseudomonas aeruginosa

RésuméPseudomonas aeruginosa possède de multiples facteurs de virulence et pose de nombreux problèmes de résistance aux antibiotiques. Le quorum sensing (QS) est un système de communication entre les bactéries reposant sur la diffusion de petites molécules au travers des membranes bactériennes. Ce langage leur permet de coordonner leur comportement vis-à-vis d'un environnement. Ainsi, lorsque la densité bactérienne augmente, la quantité de ces molécules croît jusqu'à atteindre un seuil déclenchant l'activation ou la répression de certains gènes chez l'ensemble des bactéries. Chez P. aeruginosa, coexistent deux principaux systèmes de QS, lasR–lasI et rhlR–rhlI. Les deux molécules diffusibles principales appartiennent à la famille des acylhomosérines lactones (AHL), C12-HSL et C4-HSL, elles sont synthétisées par leur enzyme respective LasI et RhlI. Elles vont ensuite se fixer sur leur récepteur protéique respectif LasR et RhlR. La liaison de l'AHL à son récepteur protéique forme un activateur transcriptionnel permettant ainsi l'activation de nombreux gènes : 6 à 10 % du génome est régulé par le QS. Parmi ces gènes figurent ceux impliqués dans la virulence. La pathogénicité du QS a été démontrée sur différents modèles animaux. De nouvelles thérapeutiques bloquant le QS semblent prometteuses. Compte tenu de la signalisation complexe du QS, de multiples voies d'inhibition sont possibles. Ces inhibiteurs ont un mode d'action différent des antibiotiques et n'entraînent pas, en principe, de résistance. Les furanones empêchent l'expression de nombreux gènes de virulence sous la dépendance du quorum sensing. Les données expérimentales animales sont encourageantes.

Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic bacteria causing a wide variety of infections. The bacterial virulence depends on a large panel of cell-associated and extracellular factors. Quorum sensing (QS) allows cell-to-cell communication: sensing the environment, this system coordinates the expression of various genes within the bacterial population. QS is based on an interaction between a small diffusible molecule, an acylhomoserine lactone (AHL), and a transcriptionnal activator. Two QS systems, the las and rhl systems, have been identified in P. aeruginosa. The las system associates the transcriptionnal activator protein LasR and LasI responsible for the synthesis of a specific AHL: C12-HSL. This system was shown to activate the expression of a large number of virulence factors. Similarly, the rhl system associates the transcriptionnal activator protein RhlR with RhlI, which is responsible for the synthesis of another AHL: C4-HSL. Synthesis and secretion of a number of virulence factors are controlled by QS. Utilization of different animals models showed the crucial role of QS in the pathogenesis of P. aeruginosa infections. The discovery of QS has given a new opportunity to treat bacterial infection by another means than growth inhibition. New drugs inhibiting QS were recently discovered: furanone compounds can repress a large number of QS-regulated genes, including numerous P. aeruginosa virulence factor genes. Furanone administration to mice infected with P. aeruginosa significantly reduced lung bacterial load compared with the control group.