Genomic advantages acquired by Mycobacterium abscessus for an intracellular survival

Mycobacterium abscessus is a fast growing mycobacterium, and an opportunistic pathogen responsible for lung infections particularly in patients with cystic fibrosis, and for mucocutaneous infections. The source of contamination could be environmental but human-to-human contaminations are not excluded. Environmental amoeba could play a role as a reservoir. M. abscessus is able to resist to the bactericidal defense mechanisms of environmental and human phagocytes. The complete genome of M. abscessus has been sequenced and presents numerous non-mycobacterial virulence factors. Some are known virulence factors in the bacterial world, such as phospholipase C or the magnesium uptake factor MgtC. These factors have been shown to be induced in the presence of amoeba, but cannot alone explain the intracellular survival and virulence of M. abscessus. We thus, in the course of this project, screened a library of mutants generated by transposition in M. abscessus, in search of mutants lacking intracellular growth in amoeba and macrophages. This approach made it possible to identify, in a major way, 5 genes of the ESX-4 locus of M. abscessus encoding a type VII secretion system with all these conserved core components. In order to better understand the contribution of ESX-4 to the intracellular survival of M. abscessus, a mutant obtained by double recombination within the eccB4 gene in the M. abscessus type strain (ΔeccB4) was constructed. EccB4 is a central structural element of the secretion system encoded by ESX-4. ΔeccB4 has a defect of survival within the cells, linked to deficiency of blockage of the phagosomal acidification as well as a defect of degradation of the phagosomal membrane, preventing phagosome-cytosol contact. This work made it possible to reveal for the first time in the mycobacterial world the role of an ancestral locus ESX-4 secretion within a mycobacterium. The study of the proteins secreted by this locus is currently underway in the laboratory, in order to consider therapeutic and vaccine approaches to counter this multiresistant antibiotic mycobacterium.; Mycobacterium abscessus est une mycobactérie à croissance rapide, et un pathogène opportuniste responsable d’infections pulmonaires notamment chez les patients atteints de la mucoviscidose, et d’infections cutanéomuqueuses. La source de contamination pourrait être environnementale mais des contaminations interhumaines ne sont pas exclues. Les amibes environnementales pourraient jouer un rôle de réservoir. M. abscessus est capable de résister aux mécanismes de défense bactéricides des phagocytes environnementaux et humains. Le génome complet de M. abscessus a été séquencé mettant en évidence de nombreux facteurs de virulence non mycobactériens. Certains sont des facteurs de virulence connus dans le monde bactérien, comme la phospholipase C ou le facteur de captation du magnésium MgtC. Ces facteurs ont été montré induits en présence d’amibes, mais ne peuvent à eux seuls expliquer la survie intracellulaire et la virulence de M. abscessus. Nous avons donc, au cours de ce projet, criblé une banque de mutants générée par transposition chez M. abscessus, à la recherche de mutants dénués de croissance intracellulaire en amibes et macrophages. Cette approche a permis d’identifier, de façon majeure, 5 gènes du locus ESX-4 de M. abscessus codant un système de sécrétion de type VII avec tous ces composants cœur conservés. Pour mieux comprendre la contribution d’ESX-4 dans la survie intracellulaire de M. abscessus, un mutant obtenu par double recombinaison au sein du gène eccB4 dans la souche type de M. abscessus (ΔeccB4) a été construit. EccB4 est un élément structurel central du système de sécrétion codé par ESX-4. ΔeccB4 présente un défaut de survie au sein des cellules, lié à déficit de blocage de l’acidification phagosomale ainsi qu’un défaut de dégradation de la membrane phagosomale, empêchant un contact phagosome-cytosol. Ce travail a permis de révéler pour la première fois dans le monde mycobactérien le rôle d’un locus ancestral de sécrétion ESX-4 au sein d’une mycobactérie. L’étude des protéines secrétées par ce locus est actuellement en cours au laboratoire, afin d’envisager des approches thérapeutiques et vaccinales pour contrer cette mycobactérie multirésistante aux antibiotiques.