Ingénierie du génome et du surfaceome du pathogène bovin Mycoplasma bovis – premières étapes vers la construction d'un châssis vaccinal

Genome and surfaceome engineering in the bovine pathogen Mycoplasma bovis – first steps toward building a vaccinal chassis

• Auteur / Autrice : Patrick Hogan
• Direction : Pascal Sirand-pugnet
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Microbiologie - immunologie
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : BFP - Biologie du Fruit et Pathologie
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Mollicutes

Mots clés

Mots clés libres

Facteurs de virulence

Vaccin

Antigènes de surface

Ingénierie du génome

Mycoplasma bovis

Mycoplasma bovis

Genome engineering

Virulence factors

Surface antigens

Vaccine

Résumé

Mycoplasma bovis est un des pathogènes majeurs chez les bovins. Cette bactérie parasite obligatoire est l'agent étiologique de maladies respiratoires, de mammites, d'arthrites et de troubles reproductifs. Bien que des traitements antibiotiques soient disponibles, ceux-ci sont généralement inefficaces (du fait de la ré-occurrence chronique du pathogène) et menacés par l'émergence rapide de souches résistantes. Il n'y a pas non plus de vaccin contre M. bovis, faisant de la surveillance et de l'abattage des cheptels contaminés la seule solution actuelle de contrôle de ce pathogène. Dans ce contexte, le projet ANR RAMbo-V (ANR-21-CE35-0008) vise à développer un ensemble de connaissances et de techniques qui permettront à terme la conception et la construction d'une souche vaccinale de M. bovis. L'objectif global de cette thèse est de contribuer au projet RAMbo-V en développant dans un premier temps une série d'outils efficaces d'édition de génome, puis en appliquant ces outils pour remodeler la composition du surfaceome (protéome de surface) de M. bovis. Les outils à développer appartiennent à deux catégories : i) ceux permettant la modification du génome directement dans la bactérie (outils basés sur le système CRISPR/Cas9 ou des recombinases de phage, récemment développés au laboratoire pour d'autres espèces de mycoplasmes); ii) ceux permettant le clonage du génome de M. bovis dans la levure, puis l'utilisation de cet hôte eucaryote comme plate-forme d'édition suivie de la transplantation du génome muté dans une cellule receveuse. Ces outils doivent permettre de réaliser des séries de mutations du génome de M. bovis, qui viseront notamment à modifier le surfaceome. Les protéines de surface sont en effet des composants critiques de l'interaction entre M. bovis et son hôte et son système immunitaire. L'objectif sera dans un premier temps de générer des mutants de M. bovis chez qui l'expression alternative des Vsp, des lipoprotéines variables impliquées dans la variation antigénique, sera abolie. Par la suite, des protéines recombinantes servant d'échafaudages porteurs d'épitopes seront conçues, exprimées et testées, afin de conférer au châssis dérivé de M. bovis des propriétés antigéniques spécifiques.

Mycoplasma bovis is one of the main bovine pathogens. This parasitic bacteria is the etiological agent of bovine respiratory disease, mastitis, arthritis and reproductive disease. Although antibiotics are available, they are considered inefficient (due to the bacteria frequent re-occurring after treatment) and under threat by rapidly emerging resistant strains. As no vaccine is available against M. bovis, therefore surveillance and culling of infected herds are currently the only control strategy. In this context, the ANR project RAMbo-V (ANR-21-CE35-0008) is geared toward the development of a set of knowledge and techniques that will, at term, enable the design and production of an engineered M. bovis vaccine strain. The global goal of this thesis is to contribute to RAMbo-V by developing a set of efficient genome edition tools, and then by applying these tools to modify the composition of the M. bovis surfaceome (surface proteome). The tools that will be developed fall in two broad categories: i) those that will enable edition directly in the bacteria (tools based on the CRISPR/Cas9 system and phage recombinases, recently developed in the lab for other mycoplasmas); and ii) those that rely on cloning the bacterial genome in a yeast, using the eukaryotic cell as a genetic bench, and finally transplanting back the edited chromosome in a recipient bacteria. These tools must enable to efficiently generate series of mutations in the genome of M. bovis, aimed in particular at modifying the surfaceome. Indeed, surface proteins are critical components of the interactions between the pathogen and its host and its immune system. The first goal will be to generate mutant strains in which the alternating expression of Vsp, a set of surface lipoproteins involved in antigenic variation, will be abolished. Subsequently, recombinant transmembrane proteins acting as epitope-carriers will be designed, expressed and tested, in order to give specific antigenic properties to the M. bovis-derived chassis.