Les bactéries intracellulaires obligatoires représentent des parasites consommés, cooptant souvent secrètement les ressources de l’hôte pour permettre son développement et finalement sa transmission à un nouvel hôte. Le succès global de cette stratégie de survie est sans doute dérivé de la coévolution avec les hôtes eucaryotes respectifs au cours de centaines de millions d’années. En effet, de nombreuses espèces de bactéries intracellulaires obligatoires représentent des agents pathogènes capables d’avoir un impact négatif important sur la santé humaine dans le monde entier. Ce lien avec la maladie humaine et la fascinante biologie de l’infection dont font preuve ces parasites en font des sujets d’étude exquis. Malgré la nécessité absolue de se développer au sein des cellules eucaryotes, cette classe de bactéries a développé des stratégies distinctes qui lui permettent de coloniser divers tissus, types de cellules et même des niches subcellulaires. Nous avons rassemblé une collection d’articles d’opinion, de synthèse et de recherche primaire qui se penchent sur la biologie souvent unique des bactéries intracellulaires obligatoires. Le lecteur de cette édition spéciale trouvera des exemples de stratégies de virulence employées par Chlamydia, Anaplasma, Ehrlichia et Rickettsia. Nous avons également inclus Coxiella dans notre étude des bactéries intracellulaires obligatoires. Malgré le développement récent d’une méthode de culture indépendante de la cellule hôte (voir la revue de Beare et al., 2011), Coxiella burnetii reste confinée à une croissance intracellulaire en milieu naturel. Les aspects de la biologie de l’infection couverte comprennent les mécanismes d’invasion des cellules hôtes, la production et la sécrétion de protéines anti-hôtes, l’acquisition de nutriments et la réponse immunitaire de l’hôte. Malheureusement, la biologie qui rend cette classe de microbes si intéressante a aussi souvent dressé des obstacles qui compliquent les recherches. Ces questions sont également abordées dans des articles qui, nous l’espérons, indiqueront la voie à suivre.
La capacité d’envahir et d’accéder à l’intérieur de la cellule hôte est d’une importance évidente pour les bactéries intracellulaires obligatoires. Cependant, les mécanismes précis d’adhérence et d’invasion restent non résolus pour la plupart des espèces. Chan et al. (2010) font le point sur les connaissances actuelles concernant l’adhérence et l’invasion par les Rickettsia spp. et soulignent comment l’interférence avec ces événements pourrait conduire à de nouveaux modes de prévention et de traitement. Ceci est particulièrement important car l’efficacité de la réponse immunitaire de l’hôte peut être limitée en réponse à cette classe de parasites. Si le mode de vie intracellulaire obligatoire protège certainement les agents pathogènes des mécanismes de défense de l’hôte, certaines protéines parasitaires sont hautement immunogènes. Gall et al. (2011) caractérisent les réponses immunitaires in vitro et in vivo aux antigènes de chlamydia, et leur rapport soulève des questions sur la façon dont la réponse immunitaire contribue à la pathologie associée à la maladie de chlamydia.
Contrairement aux Rickettsia spp, le développement intracellulaire de C. burnetii et de Chlamydia spp se produit dans une vacuole parasitophore liée à la membrane. Une telle séquestration présente des défis uniques pour ces organismes et nécessite des mécanismes pour établir et maintenir ce compartiment unique. Hussain et al. (2011) ont étudié les contributions des facteurs eucaryotes dans la formation de la vacuole contenant C. burnetii et présentent des preuves que plusieurs kinases de l’hôte sont essentielles pour la biogenèse de la vacuole. Ce thème est approfondi par Ouellette et Carabeo (2010) qui décrivent un exemple de la façon dont les bactéries intracellulaires obligatoires interagissent intimement avec les ressources de l’hôte et en dépendent. Ils démontrent que les taux de recyclage des vésicules contenant du transfert sont importants pour une croissance optimale des chlamydia. La question de savoir si cette voie est nécessaire pour délivrer du fer n’était pas claire, mais un rapport sur les méthodes de Thompson et Carabeo (2011) illustre l’importance du fer dans le développement des chlamydia et établit une nouvelle méthode pour induire une privation de fer pendant les infections par des bactéries intracellulaires obligatoires.
Comme dans le cas de leurs cousins facultatifs, la sécrétion de protéines effectrices interagissant avec l’hôte représente un mécanisme important employé par les bactéries intracellulaires obligatoires pour promouvoir la virulence par la modulation des processus des cellules hôtes. Par conséquent, aucune considération sur la microbiologie intracellulaire obligatoire ne serait complète sans inclure les vues actuelles sur la sécrétion de protéines et la fonction des protéines effectrices. Betts-Hampikian et Fields (2010) fournissent un examen approfondi du mécanisme de sécrétion de type III des chlamydia et soulignent les résultats qui indiquent des adaptations uniques au mode de vie intracellulaire obligatoire. Stone et al. (2011) prolongent cette discussion dans un article de recherche original qui explore les mécanismes moléculaires employés pour réguler l’activité de l’appareil de sécrétion. Enfin, deux articles explorent la fonction des protéines effectrices spécifiques. Zhong (2011)explore largement le rôle des protéases sécrétées dans la sculpture de l’environnement intracellulaire de l’hôte tout en générant simultanément un pool d’acides aminés à utiliser par le parasite, tandis que Broederdorf et Voth (2011) fournit un commentaire intéressant concernant les mécanismes anti-apoptotiques d’une protéine effectrice de C. burnetii sécrétée de type IV.
Investir la biologie de l’infection des bactéries intracellulaires obligatoires est souvent un processus compliqué. Tout d’abord, il peut exister des barrières psychologiques qui font que les chercheurs hésitent même à effectuer des recherches. Par exemple, Wolf (2011) décrit le dilemme qui limite actuellement l’intérêt concernant la pathogenèse de Chlamydia pneumoniae. Cependant, l’absence de système génétique exploitable représente peut-être le plus grand obstacle à la réalisation de progrès significatifs en biologie intracellulaire obligatoire. Par le passé, des études protéomiques rigoureuses ont permis de progresser en l’absence de génération de mutants. Par exemple, les analyses protéomiques d’Anaplasma et d’Ehrlichia réalisées par Lin et al. (2011) illustrent comment ces études peuvent fournir des informations utiles. Heureusement, l’avenir semble maintenant prometteur pour un certain degré de manipulation génétique. Beare et al. (2011) passent en revue les facteurs qui ont entravé les efforts déployés dans le passé et résument les avancées passionnantes qui ont permis de réaliser de réels progrès dans les analyses génétiques des bactéries intracellulaires obligatoires. De manière significative, des progrès ont également été réalisés dans le système historiquement difficile de Chlamydia où il est maintenant possible de générer des mutations ciblées dans les gènes de Chlamydia. Comme l’illustre l’échantillon d’articles de ce numéro spécial, la biologie et la pathogenèse des bactéries intracellulaires obligatoires représentent un domaine d’investigation fertile qui est probablement prêt à se développer rapidement à l’avenir.