Modulation de la fonction de barrière intestinale et des jonctions serrées par les N-acyl homosérine lactones, molécules du quorum sensing bactérien

Abstract

The intestine is home to the largest microbiota of the human body and therefore has to act as a barrier. Tight junctions (TJ) seal the paracellular space between epithelial cells and thus are major actors of the intestinal barrier function, which is impaired in inflammatory bowel disease (IBD). Dysbiosis is a key feature in IBD. N-acyl homoserine lactones (AHL) are quorum sensing molecules, a bacterial communication network, which also impacts the host. We previously identified 3-oxo-C12:2, a new AHL decreased in IBD. We investigated how 3-oxo-C12:2-AHL impacts the barrier function, in comparison to 3-oxo-C12, a structurally close AHL produced by P. aeruginosa, known to impair TJ. While 3-oxoC12-AHL increased paracellular permeability and decreased Occludin and Tricellulin signal at bicellular and tricellular TJ respectively, 3-oxo-C12:2-AHL modified neither permeability nor TJ integrity in human polarized enterocytes Caco-2/TC7. Whereas 3-oxo-C12-AHL potentiated the increase in permeability induced by Interferon-γ (IFNγ) and Tumor Necrosis Factor-α (TNFα), 3-oxo-C12:2-AHL attenuated the cytokine deleterious effects on Occludin and Tricellulin, as well as on their interaction at the plasma membrane with their cytoplasmic partner ZO-1. We show that the increase in ubiquitination levels of Occludin and Tricellulin caused by cytokines was suppressed in the presence of 3-oxo-C12:2, suggesting that this AHL prevents their endocytosis or degradation. The beneficial role of the 3-oxo-C12:2 AHL, lost in IBD patients, leads to interesting perspectives to better understand host-microbiota interactions in IBD..L'intestin abrite le principal microbiote du corps humain et exerce donc un rôle de barrière. Les jonctions serrées (JS) contrôlent la perméabilité paracellulaire des cellules épithéliales et sont des acteurs majeurs de la barrière intestinale, dérégulée dans les Maladies Inflammatoires Chroniques de l'Intestin (MICI). Les N-acyl homosérine lactones (AHL), molécules du quorum sensing, un système bactérien de communication, sont également capables d’interagir avec l'hôte. Nous avons récemment identifié l'AHL 3-oxo-C12:2, diminuée dans les MICI. Notre objectif est d’étudier l’impact de cette nouvelle AHL sur la fonction de barrière intestinale et de le comparer à celui de l’AHL 3-oxo-C12 de Pseudomonas aeruginosa, connue pour ses effets délétères sur les barrières épithéliales. Dans la lignée humaine entérocytaire Caco-2/TC7, alors qu'en présence de 3-oxo-C12, la perméabilité paracellulaire est augmentée et le signal de l’occludine et tricelluline est diminuée aux JS bicellulaires et tricellulaires respectivement, la 3-oxo-C12:2 ne modifie ni la perméabilité ni l’organisation des JS. Alors que la 3-oxo-C12 potentialise l’augmentation de la perméabilité induite par l'Interféron-γ et le Tumor Necrosis Factor, la 3-oxo-C12:2 atténue les effets délétères des cytokines sur l'occludine et la tricelluline. De plus, elle préserve la stabilité des complexes jonctionnels à la membrane plasmique en réduisant l’ubiquitination des protéines de JS augmentée par les cytokines. Ainsi, les effets potentiellement protecteurs de la 3-oxo-C12:2 sur la barrière intestinale constitue une nouvelle piste pour mieux comprendre les interactions hôte-microbiote mises en jeu dans les MICI