Selection of new therapeutic targets in relation to lipid metabolism in Mycobacterium abscessus

Sélection de nouvelles cibles thérapeutiques en lien avec le métabolisme lipidique de Mycobacterium abscessus

Tonia Dargham (1, 2)

1 LISM - Laboratoire d'ingénierie des systèmes macromoléculaires
2 IRIM - Institut de Recherche en Infectiologie de Montpellier

Lipid droplets are conserved organelles in a large number of organisms, playing an essential role in energy storage and membrane renewal. Among prokaryotes, actinobacteria, notably the genus mycobacterium, are known for their ability to accumulate triacylglycerols in the form of intrabacterial lipid inclusions (ILIs). In addition to their role as a carbon source, ILIs are involved in antibiotic tolerance, persistence and virulence. These organelles are surrounded by a phospholipid monolayer to which proteins are anchored. Despite recent studies on the ILI proteome, little is known about the main protein players in M. tuberculosis and M. abscessus, two pathogens responsible for lung infections in humans. In this context, my thesis focused on identifying the ILI proteome during synthesis and degradation in M. abscessus. Using a reversible in vitro model developed in the laboratory, coupled with an APEX2 proximity labeling technique and mass spectrometry, I was able to identify the proteins that would be present on the surface of these ILI during their synthesis and degradation. I was also able to show that this was a dynamic process involving protein exchanges depending on ILI size. Finally, I validated some of my results and determined the involvement of a few proteins in the biogenesis of these ILIs. During my thesis, only a part of the results I generated could be exploited, but the data set (ILI biogenesis and degradation), once validated, could open up new perspectives on the physiological role of these proteins as potential therapeutic targets for countering the persistence of mycobacteria.

Les gouttelettes lipidiques sont des organites conservés dans un grand nombre d'organismes ayant un rôle essentiel dans le stockage de l'énergie et dans le renouvellement des membranes. Parmi les procaryotes, les actinobactéries, notamment le genre mycobacterium, sont les plus connus comme étant capables d'accumuler des triacylglycérols sous forme d'inclusion lipidique intrabactérienne (ILI).

En plus de leur rôle de source de carbone, les ILI sont impliquées dans la tolérance aux antibiotiques, la persistance et la virulence. Ces organites sont entourés d'une monocouche de phospholipides au niveau de laquelle des protéines sont ancrées.

Malgré de récentes études réalisées sur le protéome des ILI, peu de choses sont connues sur les principaux acteurs protéiques chez M. tuberculosis et M. abscessus, deux pathogènes responsables d'infections pulmonaires chez l'homme. Dans ce contexte, ma thèse a été centrée sur l'identification du protéome des ILI au cours de leur synthèse et de leur dégradation chez M. abscessus. En utilisant un modèle réversible in vitro développé au laboratoire couplé à une technique de marquage de proximité « APEX2 » et la spectrométrie de masse, j'ai pu identifier les protéines qui seraient présentes à la surface de ces ILI au cours de leur synthèse et de leur dégradation. J'ai pu également montrer qu'il s'agissait d'un processus dynamique impliquant des échanges de protéines en fonction de la taille des ILI. Enfin, j'ai validé une partie de mes résultats et déterminé l'implication des quelques protéines dans la biogénèse de ces ILI. Au cours de ma thèse, seule une partie des résultats que j'ai générés a pu être exploitée dans le temps imparti mais l'ensemble des données (biogénèse et dégradation des ILI), une fois validé, pourrait ouvrir de nouvelles perspectives sur le rôle physiologique de ces protéines comme étant de potentielles cibles thérapeutiques permettant de contrer la persistance des mycobactéries.

Mots clés: Mycobacterium abscessus; intrabacterial lipid inclusions; APEX2; proteome therapeutic targets; lipid metabolism.; lipid metabolism; proximity labelling; lipid metabolism bacterial lipid droplets

Mots clés: Mycobacterium abscessus; inclusions lipidiques intrabactériennes; APEX2; protéome; cibles thérapeutiques; métabolisme lipidique Mycobacterium abscessus; persistence; mycobacteria; ILI-associated proteins; proteomic; pathogenesis; triacylglycerol ILI

Domaines: Sciences du Vivant [q-bio]

Tonia Dargham. Selection of new therapeutic targets in relation to lipid metabolism in Mycobacterium abscessus. Life Sciences [q-bio]. Université Aix-Marseille, 2024. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-04842276⟩