Pangénome de Coxiella Burnetii : étude pangénomique de C. burnetii : relations entre profil génétique et pathogénicité

Pangenome of Coxiella Burnetii : pangenomic study of C. burnetii : relationship between genetic profile and pathogenicity

• Auteur / Autrice : Felicetta D'Amato
• Direction : Didier Raoult
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pathologie humaine. Maladies infectieuses
• Date : Soutenance le 08/10/2015
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de recherche sur les maladies infectieuses et tropicales émergentes (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Louis Mège
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Didier Raoult, Jean-Louis Mège, Olivier Duron, Max Maurin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Duron, Max Maurin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fièvre Q

Génome bactérien

Dérive génétique

Flambées de maladies

Coxiella burnetii

génétique

Protéines bactériennes

Mots clés libres

Q fever

Coxiella burnetii

Hyper virulence

Pangénome

Génomique reductive

Q fever

Coxiella burnetii

Hyper virulence

Pangenome

Genome reduction

Résumé

Coxiella burnetii est l’agent pathogène responsable de la fièvre Q. Dans le cadre de cette thèse nous nous sommes intéressés à l'étude de souches de C.burnetii responsables d'événements épidémiques. Nous avons séquencé une souche de génotype MST33 (Z3055), proche de la souche responsable de l'épidémie de fièvre Q aux Pays-Bas, et une souche de génotype MST17 (Cb175) clone provoquant l'une des formes les plus virulentes de fièvre Q aiguë jamais décrite auparavant et retrouvée à ce jour uniquement en Guyane Française. Les résultats de ces analyses montrent que le génome de la souche Z3055 était très similaire à celui de la souche de référence Nine Mile I. Les différences observées sont liées à la présence de mutations non synonymes dans le génome de Z3055. Le pourcentage élevé de protéines membranaires mutées pourrait expliquer l’ampleur de cette épidémie en Hollande. En effet, le changement de profil antigénique pourrait être à l’origine de la formation d’un nouveau sérotype capable d'échapper à la réponse immunitaire de l'hôte et de diffuser facilement dans une population au système immunitaire naïf. Nous avons d’ailleurs montré que la souche responsable de la fièvre Q en Guyane (Cb175) présente des différences chromosomiques importantes par rapport à NMI. Ces différences se manifestent principalement par la présence d’une délétion d’une région de 6105pb contenant l’opéron hlyCABD du système de sécrétion de type 1 (T1SS). Ce résultat est cohérent avec ce qui a été observé chez les bactéries épidémiques les plus dangereuses comparées à leurs espèces non-épidémiques plus proches qui ont un génome réduit et contiennent moins de protéines du système de sécrétion.

Coxiella burnetii is a human pathogen that causes the zoonotic disease Q fever. In this work, we focused on the study of strains responsible for epidemic events. Particularly, we sequenced the clone of the strain responsible for Netherlands outbreak having genotype MST33 (Z3055), and strain having MST17 (Cb175) responsible for one of the most severe form of acute Q fever never reported in literature and uniquely described in French Guiana. Our findings showed that the Netherlands outbreak responsible strain (clone Z3055) was highly similar to the reference strain Nine Mile I. Only slight differences were observed, which were related to non-synonymous mutations in Z3055 genome. The high proportion of mutated membrane proteins could explain this large-scale outbreak. Change of antigenic profile may have led to a new serotype, conferring to the novel clone the capacity to escape the host immune response and to disseminate easily in a immunologically naïve population. On the contrary, the type strain responsible for Q fever in Guiana (Cb175) showed an important difference in its chromosome sequence compared to the reference NMI because of the deletion of a sequence of 6105bp containing the Type 1 secretion systems (T1SS) hlyCABD operon. This result appear consistent with previous findings that showed the most dangerous epidemic bacteria compared with their closest non-epidemic species are characterized by reduced genomes accompanied by significant decrease in ORF content and contain less secretion system proteins.