Rôles des sidérophores bactériens et de mammifères dans les interactions hôtes-pathogènes

Roles of bacterial and mammalian siderophores in host-pathogen interactions

¹ Inserm U1016, institut Cochin, 24, rue du Faubourg Saint-Jacques, 75014 Paris, France
² CNRS, UMR8104, Paris, France
³ Université Paris Descartes, Sorbonne Paris Cité, Paris, France
⁴ Laboratory of excellence GR-Ex  
⁵ UMR 7242, université de Strasbourg-CNRS, ESBS, Strasbourg, France
⁶ CNRS, UMR 7242, ESBS, Illkirch, France

^* sophie.vaulont@inserm.fr

Résumé

Le fer est un nutriment essentiel à la vie de tout organisme vivant, des bactéries jusqu’à l’homme. En dépit de ce rôle clé dans le vivant, le fer à forte concentration est toxique. Dans notre organisme, pour contourner ce problème de toxicité, la grande majorité du fer intracellulaire est liée à des protéines (en particulier la ferritine, une protéine capable de fixer jusqu’à 4 000 atomes de fer) et une petite portion (0,2 % à 3 %) est liée à des ligands de faible poids moléculaire (inférieur à 2 kDa) constituant un pool de fer libre, dit de transit, qui assure le trafic du fer intracellulaire. On connaissait depuis longtemps un certain nombre de petites molécules capables de lier ce fer de transit avec une plus ou moins bonne affinité (citrate, phosphate, phospholipide, polypeptide). En 2010, deux équipes identifient de nouveaux candidats présents de façon endogène dans l’organisme, capables de chélater le fer, et présentant des propriétés chimiques et structurales proches de celles des sidérophores bactériens. Aujourd’hui, une nouvelle série de publications nous indiquent qu’une grande majorité du fer libre dans les cellules de l’organisme serait bien liée à ces sidérophores et que ceux-ci joueraient un rôle clé dans la protection de l’hôte contre les infections bactériennes.

Abstract

Iron is an essential nutriment for almost all forms of life, from bacteria to humans. Despite its key role in living organisms, iron becomes toxic at high concentrations. In the body, to circumvent this toxicity, almost all the intracellular iron is bound to proteins (especially to ferritin, a protein able to bind up to 4000 atoms of iron) and a small proportion (0.2 % to 3 %) to low molecular weight ligands (less than 2 kDa) constituting a free iron pool able to ensure the traffic of intracellular iron. A number of small molecules (citrate, phosphate, phospholipid, polypeptide) able to chelate iron, with variable affinities, have been known for a long time. In 2010, two teams have identified new mammal endogen chelators able to bind iron with similar chemical properties as bacterial siderophores. Recently, a few publications emphasized that most of the free iron present in the body cells is indeed linked to these siderophores, which play a key role in infected-host protection mechanisms during bacterial infections, through iron homeostasis and oxidative stress regulation.