Identification de marqueurs de la maladie de Lyme et développement de méthodes de détection directe d’antigènes de Borreliella burgdorferi

Identification of markers for Lyme disease and development of methods for direct detection of Borreliella burgdorferi antigens

• Auteur / Autrice : Victoria Dolange
• Direction : Nathalie Morel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 15/02/2022
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Médicaments et technologies pour la santé (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Université Paris-Saclay. Faculté de pharmacie (Orsay, Essonne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Santé et médicament (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Claire Janoir
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nathalie Boulanger, Mathieu Picardeau, Muriel Vayssier-Taussat
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nathalie Boulanger, Mathieu Picardeau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anticorps monoclonaux

Diagnostic biologique

Borrelia burgdorferi

Lyme, Maladie de

Mots clés libres

Maladie de Lyme

Borreliella burgdorferi

Diagnostic biologique

Antigènes circulants

Dosages immunologiques

Anticorps monoclonaux

Lyme disease

Borreliella burgdorferi

Biological diagnosis

Circulating antigens

Immunological assays

Monoclonal antibodies

Résumé

La Borréliose, aussi appelée la maladie de Lyme, est une maladie infectieuse due à la transmission d'une bactérie, Borreliella burgdorferi, lors d'une piqûre de tique infectée. Le diagnostic de la maladie de Lyme est complexe, il repose à la fois, sur les signes cliniques, l'épidémiologie et sur des tests biologiques en laboratoire. Les tests de diagnostics de routine actuels reposent presque exclusivement sur des tests indirects basés sur la recherche d'anticorps dirigés contre la bactérie (diagnostic sérologique). Ces tests manquent de fiabilité, de sensibilité et de standardisation, notamment dans la phase précoce de la maladie en raison de la faible quantité d’anticorps spécifiques produits par l’hôte. De plus, ces tests ne permettent pas de prouver l’existence d’une infection active. Des tests de diagnostic direct sont donc nécessaires. Dans ce contexte, l'objectif de la thèse était de développer un test de diagnostic direct et précoce basé sur la détection d'antigènes circulants produits par la bactérie au cours de l'infection. Pour ce faire, dans une première partie de la thèse, nous avons recherché de potentiels marqueurs bactériens dans le plasma de souris infectées avec une souche de Borreliella burgdorferi. Dans une deuxième partie, nous nous sommes intéressés à plusieurs potentiels biomarqueurs reportés dans la littérature tels que les protéines bactériennes FlaB, OspA, OspC et VlsE. Afin d’évaluer leur intérêt pour le diagnostic de la maladie de Lyme, nous avons développé diverses méthodes de détection immunologiques (ELISA, Western Blot). Pour cela, des anticorps monoclonaux ont été produits contre les différents antigènes. Les outils développés ont ensuite été évalués dans un modèle d’infection murin. Deux marqueurs précoces : la protéine flagellaire FlaB et la protéine de surface externe OspC ont été détectées dans les tissus et le plasma de souris. Il s’agit de la première détection d’antigènes de Borreliella dans le plasma d'animaux infectés. Ces résultats suggèrent que particulièrement OspC pourrait être un bon marqueur sanguin pour le diagnostic de la Borréliose de Lyme. Une première évaluation de ce marqueur a également été réalisée sur une cohorte de patients non caractérisés.

Borreliosis, also known as Lyme disease, is an infectious disease caused by the transmission of a bacterium, Borreliella burgdorferi, through the bite of an infected tick. The diagnosis of Lyme disease is complex, based on clinical signs, epidemiology and laboratory tests. Current routine diagnostic tests rely almost exclusively on indirect tests based on the search for antibodies directed against the bacteria (serological diagnosis). These tests lack reliability, sensitivity and standardization, especially in the early phase of the disease due to the low amount of specific antibodies produced by the host. Moreover, these tests do not prove the existence of an active infection. Direct diagnostic tests are therefore necessary. In this context, the objective of the thesis was to develop a direct and early diagnostic test based on the detection of circulating antigens produced by the bacteria during the infection. In the first part of the thesis, we searched for potential bacterial markers in the plasma of mice infected with a Borreliella burgdorferi strain. In the second part, we focused on potential biomarkers reported in the literature such as the bacterial proteins FlaB, OspA, OspC and VlsE. In order to evaluate their interest for the diagnosis of Lyme disease, we developed various immunological detection methods (ELISA, Western Blot). For this purpose, monoclonal antibodies were produced against the different antigens. The immunological tools developed were then evaluated in a mouse infection model. Two early markers: the flagellar protein FlaB and the external surface protein OspC were detected in mouse tissues and plasma. This is the first detection of Borreliella antigens in the plasma of infected animals. These results suggest that OspC in particular could be a good blood marker for the diagnosis of Lyme Borreliosis. A first evaluation of this marker was also performed on a cohort of uncharacterized patients.