Interaction de Pseudomonas fluorescens avec l'épithélium intestinal : Rôle dans l'inflammation et la perméabilité intestinale et implication potentielle dans la maladie de Crohn

par Amar Madi

Thèse de doctorat en Biologie. Microbiologie

Sous la direction de Marc Feuilloley et de Nathalie Connil.

Soutenue en 2010

à Rouen .


  • Résumé

    L'objectif de ma thèse était de caractériser l'interaction de Pseudomonas fluorescens avec les cellules épithéliales de l'intestin. En effet, des anticorps anti I2, un antigène appartenant à cette bactérie, ont été retrouvés dans le sérum de patients atteints de maladie de Crohn, suggérant l'implication potentielle de P. Fluorescens dans cette maladie. Ainsi, nous avons souhaité étudier la virulence de cette bactérie envers les cellules épithéliales de l'intestin, sur les modèles cellulaires Caco-2/TC7 et HT-29. Dans un premier temps, nous avons étudié et comparé les effets cytotoxiques et proinflammatoires de la souche clinique P. Fluorescens MFN1032 avec ceux d'une souche psychrotrophe de référence P. Fluorescens MF37 et un pathogène opportuniste reconnu, Pseudomonas aeruginosa PAO1. Nous avons pu montrer que bien qu'inférieur à la cytotoxicité induite par P. Aeruginosa PAO1, la souche clinique P. Fluorescens MFN1032 est capable d'exercer un effet cytotoxique élevé sur les cellules Caco-2/TC7 et HT-29. La cytotoxicité de P. Fluorescens MF37 reste au contraire relativement faible. De plus, les deux souches de P. Fluorescens, tout comme P. Aeruginosa PAO1, induisent la sécrétion de la cytokine proinflammatoire IL-8. Cette induction est dépendante de la voie AP-1 pour les deux souches P. Fluorescens tandis que pour P. Aeruginosa PAO1, c'est la voie NF-kB qui est impliquée dans la sécrétion d'IL-8. Par la suite, nous nous sommes intérssés à l'étude de l'effet de ces bactéries sur la perméabilité intestinale en utilisant des cellules Caco-2/TC7 sous forme différenciée. Les résultats montrent que les deux souches de P. Fluorescens provoquent une augmentation de la perméabilité paracellulaire, associée à des réarrangements du cytosquelette d'actine F et une modification de l'expression des jonctions serrées. Nous avons pu montrer également dans cette étude, que lors de l'infection, les bactéries testées sont capables de transloquer du coté apical de la monocouche de cellules Caco-2/TC7 vers le milieu basolatéral en utilisant plus probablement la voie transcellulaire que paracellulaire. Enfin, nous avons étudié l'effet de la b-défensine-2, un peptide antimicrobien présent au niveau intestinal, sur la virulence de P. Fluorescens. Nos résultats montrent qu'une bactérie considérée généralement comme inoffensive telle que P. Fluorescens MF37, originairement isolée du lait, voit sa virulence envers les Caco-2/TC7 fortement augmentée losqu'elle est pré-traitée avec ce peptide. L'ensemble de ce travail démontre pour la première fois que P. Fluorescens est capable de se comporter comme un véritable pathogène opportuniste et pourrait ainsi participer à l'étiologie des phénomènes inflammatoires tels que ceux rencontrés chez les patients atteints de maladie de Crohn. Une plus grande importance devrait donc lui être accordée dans le futur afin de pouvoir identifier plus précisément son mode de virulence et son rôle éventuel dans les pathologies humaines.

  • Titre traduit

    Interaction of Pseudomonas fluorescens with the intestinal epithelium : Role in inflammation and intestinal permeability and potential involvement in Crohn's disease


  • Résumé

    Pseudomonas fluorescens has long been considered as a psychrotrophic microorganism. Recently, we have shown that clinical strains of P. Fluorescens (biovar 1) are able to adapt at a growth temperature of 37°C or above. Moreover, a highly specific antigen of P. Fluorescens, I2, is detected in the serum of patients with Crohn's disease but the possible role of this bacterium in the disease has not yet been explored. In this study, we aimed at determining the virulence of P. Fluorescens on human intestinal epithelial cells (IECs) Caco-2/TC7 and HT-29. First, the behaviour of the clinical strain of P. Fluorescens MFN1032 was compared to that of the psychrotrophic strain P. Fluorescens MF37 and to the opportunistic pathogen Pseudomonas aeruginosa PAO1. Both strains of P. Fluorescens were found cytotoxic on IECs and the cytotoxicity of the clinical strain MFN1032 was higher than that of MF37 but lower than P. Aeruginosa PAO1. The two strains of P. Fluorescens also induced IL-8 secretion in Caco-2/TC7 and HT-29 cells via the AP-1 signaling pathway whereas P. Aeruginosa PAO1 potentially used the NF-kB pathway. Secondly, we examined the ability of a psychrotrophic and a clinical strain of P. Fluorescens to modulate the permeability of a Caco-2/TC7 intestinal epithelial cells model, reorganize the actin cytoskeleton, translocate across the epithelium and invade the target cells. Both strains of P. Fluorescens were found to be able to decrease the transepithelial resistance (TER) of Caco-2/TC7 differentiated monolayers. This was associated to a modification of the expression of tight junction proteins. Moreover, the translocation and invasion tests demonstrated that the two strains used in this study can invade and translocate across differentiated Caco-2/TC7 cell monolayers, and more probably via the transcellular route. Finally, we investigated the effect of b-defensin-2 (hBD-2), an antimicrobial peptide present in the intestine, on the virulence of P. Fluorescens. The results show that a pre-treatment of the bacteria with hBD-2 highly increases the virulence of P. Fluorescens MF37, a psychrotrophic bacterium originated from milk and generally consider as an inoffensive strain. The present work shows for the first time, that P. Fluorescens is able to behave very similarly to an opportunistic pathogen and thus may be able to participate in the etiology of the inflammatory phenomenon like those observed in Crohn’s disease patients. Additional studies may focus on better understanding the virulence capacity of P. Fluorescens and its possible role in human diseases.

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  • Détails : 1 vol. (199 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 176-199. [303] réf. Bibliogr. en fin d'articles

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