T3SS-Dependent Tissue Damages are Correlated to a Decrease of Interleukin-22 Levels in the Lungs During a Pseudomonas aeruginosa Pneumonia Model in Mice Alexis Broquet1, Cédric Jacqueline1, Marion Davieau1, Gilles Potel1, Jocelyne Caillon1, Karim Asehnoune1,2 1Laboratoire EA 3826 «Thérapeutiques cliniques et expérimentales des infections», Faculté de médecine, 1 rue Gaston Veil, 44000 Nantes, France 2 CHU Nantes, Pôle Anesthésie Réanimations, Service d’Anesthésie Réanimation Chirurgicale, Hôtel Dieu, 44093 Nantes, France. www.ea3826.univ-nantes.fr EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr

La souche PAO1 est virulente dans un modèle de pneumonie aiguë murin (Souris Swiss) Bacille Gram (-) Germe opportuniste Relevance clinique dans les services de réanimations (PAVM) et mucoviscidose EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr

Système de virulence de type III Effecteurs: exoenzymes ExoS ExoT ExoU ExoY Mécanisme: injection transmembrane (needle complex) Actions: - Apoptose Modifications cytosquelette Modulations des voies de signalisation PAO1: ExoS, ExoT, ExoY pas d’ExoU 2 mutants: 1- PAO1-3 2- PAO1-pscC Structure of the P. aeruginosa T3SS from Galle M. et al. Curr Protein Pept Sci. 2012. EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr

L’absence de T3SS abolit la virulence de la souche PAO1 Souche PAO1: exprime ExoS, T et Y. n’exprime pas ExoU B A EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr

La délétion du T3SS attenue la réponse inflammatoire pulmonaire EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr

L’absence de T3SS n’empêche pas la survenue de l’œdème pulmonaire… sham PAO1 PAO1-3Δ PAO1-ΔpscC EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr

Single Integrative Object eXtraction - SIOX automatic selection of the area of interest HPS staining SIOX segmentation` foreground and background set up Extraction of the alveolar space signal (foreground) from the tissue (background) by using the open source software Fiji (www.fiji.sc) % alveolar spaces = (alveolar space pixels x 100) / total image pixels EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr

EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr L’absence de T3SS n’empêche pas la survenue de l’œdème pulmonaire… … mais l’atténue * * *** ** 6 hours 24 hours 48 hours EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr

EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr La présence de T3SS est corrélée avec l’apparition d’un phénotype hémorragique du liquide broncho-alvéolaire des souris infectées Sham PAO1 PAO1-3 PAO1-pscC EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr

Le T3SS provoque une désorganisation de l’épithélium alvéolaire... sham PAO1 PAO1-3Δ PAO1-ΔpscC EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr

EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr …corrélée à une diminution des niveaux d’IL22 pulmonaire. * * 6 hours 24 hours 48 hours EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr

Rôle de l’interleukine 22 dans le poumon Produite par les cellules d’origine hématopoïétiques Action uniquement sur les cellules épithéliales Impliquée dans: Protection des tissus Réparation tissulaire Cicatrisation Production de peptides antimicrobiens Adapté de Rutz S et al. 2013. EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr

Quelle(s) est(sont) la(les) cellule(s) productrice(s) d’interleukine-22? SHAM INFECTEE Macrophages alvéolaires Macrophages alvéolaires + neutrophiles Cytospins de liquide broncho-alvéolaire (x40. bar = 50um) EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr

L’interleukine-22 est produite par les macrophages… Macrophages F4/80 Neutrophiles Interleukine-22 Interleukine-22 EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr

EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr … et uniquement par les macrophages au cours d’une pneumonie à P. aeruginosa Interleukine-22 Interleukine-22 Interleukine-22 Macrophages (F4/80) Neutrophiles (Ly6-G) EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr

Take home message Perspectives Pneumonie aiguë murine: Mutants T3SS n’induisent aucune mortalité alors que existence d’une infection. Toutes les souches induisent une réponse de l’hôte. Toutes les souches provoque l’apparition d’un oedème pulmonaire. Plus modéré avec les souches mutantes. Souche PAO1 sauvage T3SS(+) provoque une désorganisation de l’épithélium alvéolaire Corrélée à une diminution de la production d’interleukine 22 Les cellules F4/80(+) (monocytes/macrophages) sont les cellules productrices d’IL22 Perspectives Quels sont les mécanismes induit par P. aeruginosa aboutissant à la diminution du taux d’IL22? EA3826 – Nantes alexis.broquet@univ-nantes.fr