Caractérisation de lectines de champignons opportunistes émergents et identification de nouvelles lectines à partir d'extraits fongiques

Characterization of lectins from emerging opportunistic fungi and identification of novel lectins from fungal extracts

• Auteur / Autrice : Dania Martinez-Alarcon
• Direction : Annabelle Varrot, Roland Pieters
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie biologie
• Date : Soutenance le 17/09/2021
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes en cotutelle avec Universiteit Utrecht (Utrecht, Nederland)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherches sur les macromolécules végétales (Grenoble ; 1966-....)
• Jury : Président / Présidente : Thibaut Crépin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Annabelle Varrot, Roland Pieters, Gerardus Josephus Petrus Henricus Boons
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Ute Krengel, Angelina De Palma

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lectines

Scedosporium apiospermum

Glycomique

Mots clés libres

Biologie structurale

Puces à sucres

Glycobiologie

Glycan array

Glycoinhibitor

Glycobiology

Résumé

Sedosporium apiospermum est un pathogène fongique opportuniste émergent responsable d'infections potentiellement mortelles chez l'homme. En raison de son taux de mortalité élevé et de sa faible sensibilité aux antifongiques, il est urgent de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour le combattre. Puisque les lectines microbiennes sont souvent impliquées dans la reconnaissance et l’adhésion à l’hôte, elles constituent des cibles pharmacologiques intéressantes et ont été ciblées pour le développement d’une thérapie antiadhésive contre d'autres pathogènes mortels. Cependant, dans le cas de S. apiospermum, le développement d’une telle thérapie est entravé car ses lectines sont inconnues. Par conséquent, l'objectif principal de ce travail a été l'identification et la caractérisation des lectines de S. apiospermum. Cette question a été abordée selon deux approches différentes; la première stratégie comprend la prédiction in-silico de lectines putatives encodées dans son génome par data mining tandis que la seconde réside dans l'identification de lectines natives à partir d'extraits de protéines fongiques. Ces approches ont conduit à l'identification de plusieurs lectines et protéines chez ce pathogène humain. L'analyse préliminaire de ces protéines révèle que certaines d'entre elles pourraient être des cibles pharmacologiques intéressantes tandis que d'autres pourraient trouver une application en tant qu'outil biotechnologique.Un deuxième objectif de cette thèse a été le développement d'un nouvel outil permettant l'identification et la purification de lectines inconnues directement à partir d'extraits de protéines brutes. Ce dispositif permet également l'étude des interactions lectines-glucides sans avoir recours à un marquage fluorescent. Par conséquent, il pourrait grandement contribuer à l'étude future des lectinomes pour d'autres organismes.Dans l'ensemble, ce travail représente une stratégie large pour aborder l'étude du lectinome de S. apiospermum et nos résultats contribuent à la compréhension de la reconnaissance des surfaces glycosylées par ce pathogène. Nous espérons que les informations recueillies ici encourageront l'étude des protéines découvertes pour acquérir des nouvelles connaissances fondamentales et en vue de potentielles applications biomédicales ou biotechnologiques.

Cedosporium apiospermum is an emerging opportunistic fungal pathogen responsible for life-threatening infections in humans. Due to its high mortality rate and low susceptibility to antifungals, there is an urgent need to develop new therapeutic strategies against it. Since, microbial lectins are often involved in host recognition and adhesion, they constitute valuable drug targets and have aimed at for the development of antiadhesive therapy against other deadly pathogens. However, in the case of S. apiospermum, the development of such therapies is hindered because its lectins are unknown. Therefore, the main aim of this work was the identification and characterization of S. apiospermum lectins. This has been addressed by two different approaches; the first strategy comprises the in-silico prediction of putative lectins codified on its genome by data mining, while the second strategy lies in the identification of native lectins from fungal protein extracts. These approaches have led to the identification of several proteins with carbohydrate-binding activity from this human pathogen. The preliminary analysis of those proteins reveals that some of them are potential pharmacological targets and others could find application as biotechnological tools.A second objective of this thesis was the development of a new tool that allows the identification and purification of unknown lectins directly from crude protein extracts. This device also enables the study of lectin carbohydrate interactions without the need for fluorescent labeling. Therefore, it could greatly contribute to the future study of lectinome from other organisms.Overall, this work represents a broad strategy to approach the study of S. apiospermum lectinome and our findings contribute to the understanding of the glycosylated surfaces recognition by this pathogen. We hope that the information gathered here will encourage the study of the proteins discovered to gain fundamental knowledge and for potential biomedical or biotechnological applications.