Thèse soutenue

Pertinence du modèle d'infection Danio rerio pour l'étude immunopathologique de Mycobacterium abscessus

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Auteur / Autrice : Audrey Bernut
Direction : Laurent Kremer
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie Santé
Date : Soutenance le 04/09/2014
Etablissement(s) : Montpellier 2
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; 1992-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Dynamique des Interactions Membranaires Normales et Pathologiques (Montpellier)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Kremer, Stewart Thomas Cole, Camille Locht, Jean-Louis Herrmann, Emma Colucci-Guyon, Isabelle Vergne, Henri Vial
Rapporteurs / Rapporteuses : Stewart Thomas Cole, Camille Locht

Mots clés

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Résumé

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Mycobacterium abscessus (Mabs) est un pathogène émergent entrainant de graves infections pulmonaires, notamment chez les patients mucoviscidosiques. L'expression différentielle des glycopeptidolipides (GPLs) permet de distinguer le morphotype rugueux (R), présentant un défaut de synthèse des GPLs, du morphotype lisse (S) exprimant les GPLs. Différents modèles ex vivo et in vivo rapportent que le variant R est impliqué dans des manifestations plus sévères associées à une réponse inflammatoire intense. Cependant, ces modèles d'étude restent particulièrement limités pour élucider les caractéristiques de cette infection. L'embryon de zebrafish (ZF) offre de nombreux avantages motivant et validant son utilisation pour une meilleure compréhension des maladies infectieuses. Ce travail de thèse a pour objectif de développer un modèle d'infection de Mabs dans l'embryon de ZF.Pour étudier la physiopathologie de l'infection de Mabs dans ce modèle, l'élaboration d'un protocole de microinjection des bactéries et des méthodes de suivi de la charge bactérienne ont été réalisés. Les techniques d'imagerie ont été employées pour déterminer la chronologie de l'infection au sein des embryons infectés. Les techniques de qRT-PCR, l'utilisation de lignées de ZF transgéniques et la technologie antisens (morpholinos) ont été utilisées pour déterminer le rôle du système immunitaire (Si) inné et de l'inflammation dans la physiopathologie infectieuse. Par ailleurs, le potentiel du ZF en tant qu'organisme modèle en pharmacologie a été mis à profit pour étudier l'activité in vivo d'antibiotiques (ATB) sur Mabs.Le variant R induit une infection létale plus robuste que le S, caractérisée par le développement d'abcès au niveau du système nerveux central (SNC) associés à une réponse inflammatoire intense et au recrutement de neutrophiles. Le suivi des infections a révélé que les bactéries étaient rapidement phagocytées par les macrophages au niveau du site d'injection. Une fois infectés, ces derniers traversent la barrière endothéliale et transportent les mycobactéries dans les tissus du SNC, soulignant leur rôle clé dans la dissémination du pathogène. Des expériences menées dans des embryons dépourvus de macrophages ont validé ces observations en montrant que les bactéries étaient incapables de rejoindre le SNC et restaient confinées dans le système vasculaire. Implanté au sein du tissu nerveux, le macrophage infecté entre en apoptose, libérant ainsi le pathogène dans le milieu extracellulaire. Une fois libéré, à la différence du variant S, la morphotype R forme des cordes augmentant rapidement de taille et capables d'initier le développement d'abcès volumineux. La taille démesurée de ces cordes par rapport à celle des phagocytes professionnels représenterait une stratégie permettant au variant R d'échapper à la phagocytose et donc de promouvoir sa multiplication extracellulaire et d'assurer la progression létale du processus infectieux. Enfin, ce modèle nous a permis de déterminer, en temps réel, l'efficacité thérapeutique de plusieurs ATBs sur les embryons infectés,qui s'accompagne d'une forte réduction de mortalité des embryons et d'une importante diminution des signes physiopathologiques au niveau du SNC. Ces résultats indiquent que l'embryon de ZF représente un modèle d'infection prometteur et pertinent pour 1) l'étude de la virulence de Mabs 2) l'évaluation de la contribution du SI innée au cours de l'infection et 3) le suivi directe de l'effet d'ATBs. Ce nouveau modèle, combiné aux outils déjà disponibles chez le ZF, devrait permettre de mieux caractériser la relation entre Mabs et mucoviscidose, notamment l'implication éventuelle de la protéine CFTR dans la résistance à cette bactérie. Par ailleurs, l'embryon étant particulièrement propice au criblage à haut débit, l'optimisation de ce système biologique pourrait être exploitée dans le cadre d'approches thérapeutiques innovantes pour identifier de nouveaux agents anti-infectieux contre Mabs.