Les vibrios pathogènes d’invertébrés marins : un nouveau regard sur la virulence et les réservoirs de gènes permettant l’adaptation à la niche écologique – VIBRIOGEN

Les vibrios sont les bactéries les plus impliquées dans les infections d’invertébrés marins. En particulier, ils constituent la principale cause de mortalité des espèces marines d’intérêt aquacole liée à des bactéries. Ces bactéries peuvent coloniser de nombreux habitats, exister sous forme planctonique, former des biofilms, ou être associées à des hôtes. Cette adaptabilité est liée à leur capacité à générer de la diversité génétique et à réguler l’expression de certains gènes. Ainsi chez les vibrio, la virulence est intimement liée à la plasticité de son génome, à la versatilité de son transcriptome et au succès écologique qui en résulte.

Contrairement aux espèces pathogènes pour l’homme, peu de données concernant les pathogènes d’invertébrés sont disponibles, bien que des premières pistes aient été ouvertes pour certaines espèces, en particulier dans les processus de colonisation et d’invasion. Néanmoins les récentes avancées en génomique ainsi que l’établissement de lignées d’animaux domestiqués nous permettent aujourd’hui de rattraper notre retard dans la connaissance sur des systèmes « non modèle » et de développer ainsi des questions scientifiques tout à fait originales.

Vibrio splendidus a été associés à de nombreux épisodes de mortalité d’huîtres en France. Une grande diversité génétique des souches isolées d’animaux malades, l’absence de lien entre marqueurs taxonomiques et virulence, la pathogénicité modérée de la plupart des souches mais l’existence de coopération entre isolats en infection expérimentale, suggèrent que la virulence chez V. splendidus résulte d’une somme de facteurs exprimés par différentes souches au sein d’une population. En d’autre terme, la caractérisation de la virulence chez V. splendidus requiert une analyse populationnelle du pan-genome afin de distinguer les éléments partagés par tous (« core » génome) des éléments spécifiques d'une ou quelques souches (génome accessoire). Cette hypothèse de « metavirulence » doit être validée par une démonstration fonctionnelle de la coopération des gènes spécifiques de souches particulières dans la pathogénie in vivo et ex vivo.

Vibrio nigripulchritudo menace actuellement la pérennité de la crevetticulture en Nouvelle Calédonie. L’épidémie est corrélée avec l’émergence d’une lignée pathogène, identifiable par MLST, suggérant qu’une partie au moins des gènes de virulence est portée par les chromosomes. Au sein de cette lignée, seules les souches hautement pathogènes (HP) contiennent deux plasmides, requis pour la virulence. La liaison entre marqueurs taxonomiques, présence des plasmides et statut HP suggère qu’une interaction entre réplicons est à l’origine de cette forte virulence. L’étude de cette interaction requiert le séquençage et la comparaison des génomes de souches présentant des virulences variables, l’identification d’éléments spécifiques de souches HP, et la démonstration génétique de l’importance de ces éléments dans la virulence in vivo.

Le but de notre projet est d'étudier la virulence comme une propriété émergente de souches ou de populations de vibrios infectant les invertébrés marins. La virulence est considérée non seulement comme le résultat de l'acquisition d’éléments génétiques par transferts horizontaux, mais aussi par leurs interactions, que ce soit entre réplicons ou entre souches au sein de la population. Pour cela, nous développerons une approche intégrant génomique populationnelle, comparative et fonctionnelle avec de la transcriptomique et des études d’interaction hôte pathogène.

D'un point de vue fondamental, ce projet permettra d'accéder au répertoire des éléments génétiques impliqués dans la pathogénicité et d’aborder les mécanismes évolutifs des vibrios. D’un point de vue appliqué, la connaissance des mécanismes de virulence est un pré requis pour l'élaboration d'approches prophylactiques afin de lutter contre les agents infectieux.