Etude structurale des modifications de la glycosylation des macrophages induites par Mycobacterium bovis BCG

Disturbance of macrophage glycosylation induced by Mycobacterium bovis BCG infection

• Auteur / Autrice : Clément Delannoy
• Direction : Elisabeth Elass-Rochard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 11/12/2017
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de glycobiologie structurale et fondamentale (UGSF)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Relations hôte-bactérie

Spectrométrie de masse à temps de vol

Cellules dendritiques

Glycosyltransférases

Mycobacterium bovis

Glycosylation

Macrophages

Mots clés libres

Glycannes

Résumé

Les macrophages sont des cellules du système immunitaire inné qui régulent la réponse inflammatoire, tout en contribuant à la mise en place de l’immunité adaptative. La glycosylation de la membrane cellulaire est impliquée dans les différents processus physiopathologiques, tels que la défense de l’hôte ou la réponse inflammatoire. Suite à l’exposition à un pathogène, la machinerie de glycosylation peut être perturbée par cet environnement inflammatoire. Des études transcriptomiques ont démontré que l’infection de macrophages humains par des mycobactéries module l’expression de gènes impliqués dans les processus de glycosylation. L’hypothèse qui en découle est que, lors d’une infection mycobactérienne, la glycosylation des macrophages est régulée soit par l'environnement cellulaire soit par le pathogène. L’objectif de notre étude est de déterminer les modifications structurales de la glycosylation suite à une infection mycobactérienne. Pour ce faire, les macrophages issus de la lignée THP-1 et de monocytes sanguins humains sont infectés par Mycobacterium bovis BCG. Les glycannes libérés des macrophages sont analysés par spectrométrie de masse MALDI-TOF. À la suite de l'infection par M. Bovis BCG, les macrophages présentent des différences de N-glycosylation. L'analyse des résultats obtenus montre une modification de la ramification et une augmentation des niveaux de fucosylation des N-glycannes de type complexe. Ces différences de fucosylation sont confirmées par l’utilisation en cytométrie en flux de lectines végétales fluorescentes. L’ensemble de ces résultats nous indiquent que la glycosylation des cellules hôte subit un remodelage suite à l’infection mycobactérienne.

Macrophages mediate innate immune system through the initiation and regulation of inflammation and contribute to adaptive immunity via antigen processing. Cell surface glycosylation has been widely described to be involved in different physiological or pathological processes, such as host defense, immunological and inflammatory responses. Following pathogens infection, glycosylation machinery can be also disturbed by the cellular environnement. In recent years, several studies have been shown that infection or stimulation of human macrophages with mycobacteria could modulate gene expression related to glycometabolism. These data establish that during mycobacterial infection, glycosylation of macrophages is finely regulated by the cellular environment or by the pathogen. The purpose of our study is to determining the structural modifcations of glycosylation after mycobacterial infection.To accomplish this, macrophages derived from THP-1 and from PBMC were infected with mycobacterium bovis BCG. Once the macrophages are infected, glycans were released by chemical extraction and enzymatic digestion. After purifcation, differents glycans were analyzed by MALDI-TOF spectrometry. To correlate our results, we have also performed FACS analysis using plant lectins. Following M. bovis BCG infection, macrophages present different pattern of N-glycosylation. Analysis of data obtained by mass spectrometry shows antennarisation modification of complex type N-glycans and variations of fucosylation level.