Étude des relations fonctionnelles entre les toxines CNF1 et alpha-hémolysine (HlyA) des Escherichia coli uropathogènes

par Mamady Diabaté

Thèse de doctorat en Interactions cellulaires et moléculaires

Sous la direction de Luce Landraud et de Emmanuel Lemichez.

Soutenue en 2011

à Nice .


  • Résumé

    Le facteur cytotoxique nécrosant-1 (CNF1) et l’hémolysine-alpha (HlyA) sont les deux toxines majeures des Escherichia coli uropathogènes (UPEC), premier agent étiologique des infections du tractus urinaire (ITU) et principale cause de bactériémie à E. Coli. Comme plusieurs autres facteurs de virulence, ces toxines ont été associées à l’ITU en raison de leur grande prévalence dans les UPEC par rapport aux E. Coli fécaux, respectivement 30 % et 0. 9 % pour CNF1. Cependant, leurs rôles dans la physiopathologie de l’infection urinaire reste imprécis. Dans un modèle murin de bactériémie, nous avons pu montrer pour la première fois que CNF1 favorisait la réponse immunitaire innée de l’hôte entraînant l’élimination rapide des bactéries. Nous avons aussi montré que CNF1 présente un effet pro-inflammatoire aussi bien in vitro sur les monocytes qu’in vivo chez la souris. Un effet qui est au détriment de la survie des bactéries dans le sang. Nous montrons que HlyA présente un effet cytotoxique sur les monocytes. La mort des monocytes, induite par HlyA, empêche la production des cytokines pro-inflammatoires induites par CNF1. Nous avons relié cet effet au maintien des UPEC dans le sang. Dans le contexte de la bactériémie, ces deux toxines ont donc des effets opposés sur la survie des bactéries dans le sang. CNF1 apparaît donc comme un facteur d’avirulence dont l’effet est antagonisé par celui de HlyA. La sécrétion de CNF1 n’est pas connue, et on observe une grande divergence dans les résultats des quelques études faites sur ce sujet. Partant de l’observation du lien permanent du gène cnf1 au sein de l‘opéron hly dans les souches CNF1 (+), nous avons émis l’hypothèse que leur système de sécrétion pouvait être commun. Nos résultats montrant l’absence de CNF1 dans le périplasme nous a confortés dans l’idée que CNF1 pourrait être directement secrété dans le milieu extérieur par le système de sécrétion de type-1 décrit pour HlyA. Nous démontrons que l’absence d’HlyB (l’ATPase du système du système de sécrétion de HlyA) a un effet de blocage sur l’induction de mortalité des cellules THP-1 qu’induit CNF1 et inhibe la translocation d’une protéine de fusion CNF1-beta-lactamase dans le cytosol des THP-1. Sachant que la délétion d’HlyB n’affecte pas la production de CNF1, HlyB pourrait intervenir dans la sécrétion de CNF1. Ce travail a permis de mettre en évidence des interactions fonctionnelles entre deux facteurs de virulence toxiques des UPEC (CNF1 et HylA), et aussi le rôle de HlyB dans la translocation de CNF1 dans les THP-1.

  • Titre traduit

    Study of functional interplay between cytotoxic necrotizing factor 1 (CNF1) and alphahemolysin (HlyA) produced by uropathogenic Escherichia coli


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Cytotoxic necrotizing factor 1 (CNF1) and alpha-hemolysin (HlyA) are two major toxins of uropathogenic Escherichia coli (UPEC). UPEC are the major cause of urinary tract infection (UTI) and represent one of the main agents of bacteremia. These two toxins are usually associated to UTI because of their consistent presence in UPEC as compared to commensal strains of E. Coli. Nevertheless, their physiological involvement in UTI remains unclear. Using a mouse model of bacteremia, we showed that CNF1 by its pro-inflammatory property can trigger host immune responses, thus allowing bacterial clearing from the blood by phagocytic cells. We also demonstrated that HylA has a cytotoxic effect on monocytes. This cytotoxic effect will counteract the production of pro-inflammatory cytotoxines induced by CNF1, and will allow the persistence of bacteria in mouse blood. According to this observation, we concluded that during bacteremia, CNF1 and HlyA have an opposite effect on bacterial persistence in the blood. We have developed a technique that allowed us to observe the effect of CNF1 in vitro, by directly infecting monocytes with CNF1 producing UPEC. We thus demonstrated that CNF1 can induce monocytes death during infection. Using a plasmid which produced a chimeric protein (CNF1-bêta-lactamase), we demonstrated that CNF1 can translocate from the bacterial cytoplasmic domain to the monocyte cytosol during infection. This work evidenced a functional interplay between two major virulence factors (CNF1 and HylA) as well as the effect of CNF1 on monocytes.

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  • Détails : 1 vol. (77 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 69-77. Résumé en français

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  • Cote : MFTH 9139
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