Le rôle des vésicules extracellulaires dans la pathogenèse de S. aureus dans un contexte de mammite

Extracellular vesicles in S. aureus pathogenesis in a mastitis context

• Auteur / Autrice : Natayme Rocha Tartaglia
• Direction : Yves Le Loir, Vasco Azevedo, Éric Guédon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie, Biologie moléculaire et cellulaire
• Date : Soutenance le 03/09/2018
• Etablissement(s) : Rennes, Agrocampus Ouest en cotutelle avec Universidade Federal de Minas Gerais
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ecologie, Géosciences, Agronomie et Alimentation
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Science et technologie du lait et de l'œuf
• Jury : Président / Présidente : Florence Val
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Germon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alexandra Gruss

Mots clés

Mots clés libres

Staphylococcus aureus

Mammite

Vésicules extracellulaires

Staphylococcus aureus

Mastitis

Extracellular vesicles

Résumé

Staphylococcus aureus est l'un des principaux agents étiologiques de la mammite et déclenche plusieurs manifestations cliniques chez l`hôte. Les vésicules extracellulaires (VEs) sont des particules de taille nanométrique formées par le bourgeonnement de la membrane bactérienne, et elles sont des composantes importantes de la virulence de S. aureus. Dans cette thèse, les VEs ont été purifiées à partir de différents isolats cliniques de S. aureus et semblent être un facteur clé dans le processus infectieux lorsqu'elles sont testées dans des modèles in vitro et in vivo. Les caractéristiques de VEs de S. aureus étaient souches-dépendantes en termes de rendement, de contenu protéique et de taille. Elles sont enrichies en lipoprotéines membranaires et en facteurs de virulence, notamment en toxines, en facteurs d'adhésion et de colonisation et d`évasion du système immunitaire de l'hôte. La souche bovine S. aureus N305 a été utilisée pour des études fonctionnelles in vitro et in vivo. Bien que les VEs de S. aureus N305 ne soient pas capables d'induire des effets cytotoxiques sur les cellules épithéliales mammaires bovines (CEMb), elles induisent une réponse immunomodulatrice avec une augmentation de certains marqueurs inflammatoires clés, tels que la chimiokine IL-8. Dans un modèle murin de mammite, les VEs de S. aureus N305 ont induit un recrutement de neutrophiles dose-dépendant dans l'espace alvéolaire mammaire, ce qui peut être corrélé aux taux locaux de chimiokines. Ces résultats suggèrent que les VEs jouent un rôle dans la pathogenèse de S. aureus et peuvent induire une réponse immunitaire lors de mammite à S. aureus. Dans l'ensemble, ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives dans le développement d'outils diagnostiques et de formulations de vaccins utilisant des VEs contre la mammite à S. aureus.

Staphylococcus aureus is one of the main etiologic agents of mastitis and triggers several clinical manifestations in the host. Extracellular vesicles (EVS) are nano-sized particles formed by the budding of the bacterial membrane, which are important components of S. aureus virulence. EVs have been purified from different clinical isolates of S. aureus and appear to be a key factor in the infectious process when evaluated using several in vitro and in vivo models. ln this work, S. aureus EVs were strain-dependent in terms of yield, proteins cargo, and size. Overall, they were enriched with membrane-associated proteins, lipoproteins, and virulence factors, including toxins, factors associated with adhesion and colonization, and evasion from the host immune system. We selected the bovine strain S. aureus N305 for further in vitro and in vivo investigations. Although S. aureus N305 EVs were not able to induce cytotoxic effects in bovine mammary epithelial cells (bMEC), they stimulated an immunomodulatory response with an increase of some key inflammatory markers, such as the chemokine IL-8. Using a murine model of mastitis, S. aureus N305 EVs induced a dose-dependent neutrophil recruitment to the alveolar space that could be correlated to the local levels of chemokines. EVs-induced symptoms were although distinct and milder than those induced by the live N305. These results suggest that EVs play a role in S. aureus pathogenesis and can induce an immune response during S. aureus mastitis. Overall, this work opens new perspectives in the development of diagnostic tools and vaccine formulations using native or engineered EVs against S. aureus mastitis.