Caractérisation par microscopie à force atomique des arrangements protéine/sucre impliquant la lectine PA-IL de la bactérie pseudomonas aeruginosa

Characterisation by atomic force microscopy of protein/glycocluster arrangement involving lectin PA-IL of pseudomonas aeruginosa bacteria

• Auteur / Autrice : Delphine Sicard
• Direction : Magali Phaner-Goutorbe
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux
• Date : Soutenance le 26/11/2012
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1991-....)
• Jury : Président / Présidente : Karine Masenelli-Varlot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yann Chevolot, Sébastien Vidal
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Touria Cohen-Bouhacina, Jean-Luc Pellequer
• DOI : 10.70675/8c136c04z5709z4931za31az72c8b27ab59e

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pseudomonas aeruginosa

Lectines

Microscopie à force atomique

Mots clés libres

Microscopie à force atomique

Modulation en amplitude

Lectine PA-IL

Pseudomonas aeruginosa

Glycocluster

Complexe lectine-sucre

Arrangement moléculaire

Intéraction lectine-lectine

Atomic force microscopy

Amplitude modulation - AFM

Lectin PA-IL

Pseudomonas aeruginosa

Glycocluster

Lectin/glycocluster

Molecular arrangement

Lectin/lectin interaction

Résumé

La bactérie Pseudomonas aeruginosa est un pathogène opportuniste responsable de graves infections chez les personnes affaiblies immunitairement. Présentant des souches résistantes aux antibiotiques, une nouvelle approche thérapeutique est en cours de développement avec pour objectif l’inhibition des facteurs de virulence de la bactérie. Lors de son processus d’infection, le pathogène utilise les lectines pour reconnaître et se lier de manière spécifique aux glycoconjugués des cellules-hôtes en formant une interaction lectine/glycoconjugué. Plus particulièrement, la lectine PA-IL, spécifique du galactose, a été étudiée. A l’aide de glycomimétique, il semble possible de bloquer l’action de la lectine en créant une interaction lectine/glycomimétique. Pour développer cette approche, de nombreux glycocluster sont donc été élaborés et leur affinité avec la lectine PA-IL a été évaluée par plusieurs méthodes de caractérisation (SPR, HIA, ELLA, puce à sucre,…).Dans ce projet de thèse, nous avons cherché à visualiser par microscopie à force atomique (AFM) l’arrangement des complexes lectine PA-IL/glycocluster formés pour trois glycoclusters différents. Nous avons ainsi pu montrer l’influence du cœur du glycocluster et des bras-espaceurs sur l’arrangement des complexes. Suivant le glycocluster, l’arrangement prend la forme de filaments 1D,de structures dentelées avec des bras sinueux ou encore de larges structures compactes. Dans le cas des filaments, la résolution de nos images AFM nous a permis d’identifier les lectines à l’intérieur même de la structure filaire. Nous avons aussi démontré, en observant les lectines seules, l’existence d’une interaction lectine/lectine. De plus, des expériences ont été menées pour déterminer les conditions expérimentales appropriées à leur observation à l’air et en milieu liquide.

The bacterium P. aeruginosa is an opportunistic pathogen responsible for serious infections in immunocompromised patients. It also develops some strains resistant to antibiotics. A new approach is developed to inhibit virulence factors of the bacterium. During the process of infection, the pathogen uses lectins to recognize and bind specifically to glycoconjugates of the host cells forming alectin/glycoconjugate complex. Particularly, the lectin PA-IL, specific to galactose, was studied. Using glycomimetics, it seems possible to block the action of the lectin by creating lectin/glycomimetic interaction. To develop this approach, many glycoclusters were designed and their affinity with lectin PA-IL was evaluated by various characterization techniques (SPR, HIA, ELLA, microarrays,…).In this thesis project, we have tried to visualize by Atomic Force Microscopy (AFM) the arrangement of lectin PA-IL/glycocluster complexes with three different glycoclusters. Our results show the influence of the glycocluster core and the linker on the arrangement of complexes. Depending on glycocluster, the arrangement takes the form of 1D filaments, 2D ''pinked'' structures with sinuous branches or large compact structures. In the case of filaments, the resolution of AFM images allows us to identify lectins along the filament. We also demonstrated the existence of lectin/lectin interactions at high concentration of lectin. In addition, some experiments were performed to determine sample preparation techniques to observe lectins in air and in liquid.