Microbial pathogenesis meets biomechanics
- Others:
- Pathogénèse des Infections vasculaires / Pathogenesis of Vascular Infections ; Institut Pasteur [Paris]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
- Toxines bactériennes dans la relation hôtes-pathogènes ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-IFR50-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Côte d'Azur (UCA)
- Centre méditerranéen de médecine moléculaire (C3M) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Côte d'Azur (UCA)
- Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CIRB) ; Labex MemoLife ; École normale supérieure - Paris (ENS-PSL) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Collège de France (CdF (institution))-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Collège de France (CdF (institution))-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Labex MemoLife ; École normale supérieure - Paris (ENS-PSL) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Collège de France (CdF (institution))-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)
- This work was supported by the French ministry for research and higher education (ACO); the Avenir INSERM Starting Grant (GD); the Integrative Biology of Emerging Infectious Diseases (IBEID) laboratory of excellence (GD); a European Research Council starting grant (GD); the BUGS-IN-FLOW ANR (agence nationale pour la recherche) grant; the investments for the future LABEX SIGNALIFE program reference ANR-11-LABX-0028-01 (EL); the ANR TransEndotheliaTunnel grant (EL); the Memolife LABEX (GTVN) and the IDEX Paris Science et Lettres, inter-institutions structuring program (GTVN).
- Authors would like to thank Daria Bonazzi for discussions and critical reading of the manuscript.
- ANR-11-LABX-0028,SIGNALIFE,Réseau d'Innovation sur les Voies de Signalisation en Sciences de la Vie(2011)
- ANR-15-CE18-0016,TransEndotheliaTunnel,Vers la prévention de dysfonctions vasculaires et la délivrance de médicaments au travers des endothelia(2015)
- ANR-10-LABX-0054,MEMOLIFE,Memory in living systems: an integrated approach(2010)
- ANR-08-PCVI-0032,BUGS-IN-FLOW,Infections de la circulation sanguine : nouveaux modèles expérimentaux intégrant leur environnement mécanique spécifique(2008)
Description
Introducing concepts from soft matter physics and mechanics has largely contributed to our understanding of a variety of biological processes. In this review, we argue that this holds true for bacterial pathogenesis. We base this argument on three examples of bacterial pathogens and their interaction with host cells during infection: (i) Shigella flexneri exploits actin-dependent forces to come into close contact with epithelial cells prior to invasion of the epithelium; (ii) Neisseria meningitidis manipulates endothelial cells to resist shear stress during vascular colonization; (iii) bacterial toxins take advantage of the biophysical properties of the host cell plasma membrane to generate transcellular macroapertures in the vascular wall. Together, these examples show that a multidisciplinary approach integrating physics and biology is more necessary than ever to understand complex infectious phenomena. Moreover, this avenue of research will allow the exploration of general processes in cell biology, highlighted by pathogens, in the context of other non-communicable human diseases.
Abstract
International audience
Additional details
- URL
- https://hal-pasteur.archives-ouvertes.fr/pasteur-02448744
- URN
- urn:oai:HAL:pasteur-02448744v1
- Origin repository
- UNICA