The microbicidal activity of neutrophils : cellular and molecular mechanisms and their dysfunctions

La bactéricidie des neutrophiles : mécanismes cellulaires et moléculaires et leurs dysfonctions

• Auteur / Autrice : Federica Defendi
• Direction : Marie-José Stasia, Pietro Dri
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie physiopathologies pharmacologie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble199.-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dysfonctionnement de l'activité bactéricide phagocytaire

Escherichia coli

Candida albicans

Staphylocoque doré

Granulomatose

Espèces réactives de l'oxygène et de l'azote

Myéloperoxydase

Peroxydase

Neutrophiles

Mots clés libres

Bactéricidie

Plb-985

Résumé

La bactéricidie des PMN est mediée par les FRO (produites par la NADPH oxydase et la MPO) et par les protéines granulaires. Le rôle direct des FRO et de la MPO dans la bactéricidie des PMN a été récemment remise en question. Nous avons réexaminé les mécanismes impliqués dans la bactéricidie en appliquant une méthode correcte de mesure du « killing » que nous avons récemment mise au point. Résultats : l'activité oxydase est indispensable pour le «killing» de certains microorganismes (S. Aureus et C. Albicans) mais pas pour d'autres (E. Coli). Les flux de K+ et l'alcalinisation du pH phagosomale ne sont pas nécessaires au kiIling de S. Aureus et C. Albicans, dont la bactéricidie est mediée presque exclusivement par la MPO. Dans la lignée cellulaire PLB-985, le faible burst respiratoire support une bactéricidie vis-à-vis des S. Aureus et C. Albicans comparable aux PMN pour des courtes incubations; toutefois, en prolongeant les temps d'incubation, le pouvoir bactéricides de ces cellules est abolit. Le «killing» NADPH oxydase indépendant d'E. Coli est aussi partiellement déficitaire. Le faible pouvoir bactéricide de cette lignée est du au contenu réduit en cytochrome bm et aux défauts des protéines granulaires impliquées dans le processus de bactéricidie. Nous avons aussi caractérisé un cas atypique de CGD, la forme X91" : la nouvelle mutation identifiée compromet l'association des facteurs de transcription avec la région promotrice, empêche l'expression normale du gène dans les neutrophiles et détermine une activité oxydase réduite. Ce burst respiratoire résiduel n'est pas suffisante pour soutenir une activité de « killing » vis-à-vis de S. Aureus et C. Albicans.

Microbicidal activity of PMN requires the NADPH oxidase and MPO dependent ROS production and granular proteins. The direct role of ROS and MPO has been recently questioned. Ln this work, we have re-examined the role of these mechanisms in the antimicrobial activity, using our improved method to assess microbicidal activity ? We show that the NADPH oxidase activity is indispensable for the killing of certain microorganisms (S. Aureus, C. Albicans) but not of others (E. Coli). NADPH oxidase-dependent kiIling of S. Aureus and C. Albicans is largely dependent on MPO. Alkalinization of phagosomal pH and K+ fluxes do not appear to significantly contribute to the killing ofthese microorganisms. We have also investigated the microbicidal mechanisms in a cellular line inducible in granulocytes, PLB-985. The weak ROS production in PLB-985 sustains a NADPH oxidase dependent killing activity of S. Aureus and C. Albicans similar to PMN after short incubation. However, the killing activity of the PLB cells is abolished after long incubation. NADPH oxidase independent killing of E. Coli is also defective. This weak' killing activity can be eXplained by the faint amounts of cytochrome bm and by the more or less lack of granular proteins content involved in the microbicidal event. Finally, we characterized an atypical case of CGD X91": the new identified point mutation in the CYBB gene promoter appeared to be related to the loss of association of transcription factors within this region, prevent the normally functional expression of the gene and correlate with the low NADPH oxidase activity. The residual respiratory burst supported no killing of S. Aureus and C. Albicans.