Cellules persister spécialisées et le mécanisme de tolérance multidrogues dans Escherichia coli

Les populations bactériennes produisent des persisters, des cellules qui ne croissent ni ne meurent en présence d'agents bactéricides et qui présentent ainsi une tolérance multidrogues (MDT). Les mécanismes de la MDT et la nature des persisters sont restés insaisissables. Nos recherches antérieures ont montré que les persisters sont en grande partie responsables de la difficulté des infections liées aux biofilms. Une méthode générale pour isoler les persisters a été développée, basée sur la lyse des cellules régulières par l'ampicilline. Un profil d'expression génique des persisters contenait des modules toxine-antitoxine (TA) et d'autres gènes qui peuvent bloquer des fonctions cellulaires importantes telles que la traduction. Les antibiotiques bactéricides tuent les cellules en corrompant la fonction cible (par exemple, les aminoglycosides interrompent la traduction, produisant des peptides toxiques). Nous avons déduit que l'inhibition de la traduction conduisait à un arrêt des fonctions cellulaires, empêchant les antibiotiques de corrompre leurs cibles, donnant lieu à des cellules persister MDT. La surexpression de la toxine RelE, un inhibiteur de la traduction, a provoqué une forte augmentation des persisters. L'expression fonctionnelle d'une toxine putative HipA a également augmenté les persisters, tandis que la suppression du module hipBA a entraîné une forte diminution des persisters dans les populations stationnaires et liées aux biofilms. HipA est donc le premier gène persister-MDT validé. Nous suggérons qu'une fluctuation aléatoire des niveaux de protéines MDT conduit à la formation de rares cellules persister. La fonction de ces cellules dormantes spécialisées est de garantir la survie de la population en présence de facteurs létaux.