Innate immune response to tissue-specific infection : notochord infection in the zebrafish embryo

par Quang Tien Phan

Thèse de doctorat en Biologie Santé

Sous la direction de Georges Lutfalla.

  • Titre traduit

    Spécificité tissulaire de la réponse immune aux infections bactériennes


  • Résumé

    Lors des infections bactériennes, selon les tissus infectés, et selon la nature des pathogènes, l’organisme répond en mobilisant différents acteurs. Nous avons décidé d’utiliser le modèle du zebrafish ou Danio rério pour étudier la réponse immunitaire innée dans les situations d’infection bactérienne où les phagocytes professionnels ne peuvent pas venir au contact direct des bactéries. Pour cela, j’ai développé un modèle d’infection de la notochorde del’embryon de zebrafish. Lors de l’injection des bactéries dans ce compartiment, les bactéries se retrouvent protégées par une épaisse gaine de collagènes que les phagocytes ne peuvent pas pénétrer. Alors que les mycobactéries,protégées par la gaine de collagène ne sont pas détectées par les phagocytes, les bactéries E. coli sont immédiatement détectées ce qui déclenche une importante inflammation locale autour de la notochorde. Alors que les bactéries E. coli, bien qu’inaccessibles à la phagocytose sont éliminées dans les première 24 heures qui suivent l’injection, l’inflammation dure plusieurs jours.J’ai étudié les mécanismes qui conduisent à cette inflammation persistante et ses conséquences à long terme sur le développement du poisson. J’ai montré le rôle central de la cytokine IL1b dans ce processus, et j’ai développé une lignée transgénique qui permet d’étudier l’induction de cette cytokine in vivo chez le poisson.J’ai ensuite étudié le rôle des deux principales populations de phagocytes dans l’élimination des bactéries E coli. J’ai montré que les macrophages ne sont pas impliqués dans la disparition des bactéries alors que les neutrophiles, bien qu’incapable de pénétrer à l’intérieur de la gaine de collagène sont nécessaires à l’élimination des bactéries.J’ai ensuite montré que la myelopéroxidase et le monoxyde d’azote ne sont pas impliqués dans l’élimination des bactéries alors que les espèces réactives de l’oxygène produites par les neutrophiles sont nécessaires pour éradiquer l’infection.


  • Résumé

    In bacterial infections, according to the infected tissue and the nature of pathogens, the body responds by mobilizing various actors. I decided to use zebrafish or Danio rerio model to study the innate immune response to bacterial infection in the situations that professional phagocytes cannot come in direct contact with the bacteria. For this, I developed a model of infection in the notochord of zebrafish embryo. Upon injection of bacteria in this compartment, the microbes find themselves protected by the thick collagensheath where the phagocytes cannot penetrate. While mycobacteria are not detected by phagocytes; E. coli bacteria are sensed and a significant local inflammation around the notochord is mounted. The E. coli, although inaccessible to phagocytosis are eliminated within the first 24 hours after injection, the inflammation lasts several days.I studied the mechanisms that lead to this persistent inflammation and its long term consequences on the development of the fish. I showed the central role of the cytokine IL1B in this process, and I developed a transgenic line that allows studying in vivo the induction of this cytokine in fish.I then studied the roles of the two main populations of phagocytes in the elimination of E. coli. I revealed that macrophages are not involved in the removal of bacteria but neutrophils, although unable to penetrate inside the collagen casing, are necessary for the bacterial elimination. I also confirmed that myeloperoxidase and nitrogen monoxide are not involved in the removal of bacteria, rather the reactive oxygen species produced by neutrophils are needed to eradicate the infection.


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