Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Modèle animaux d'infection“

Lassa fever, a viral hemorrhagic fever caused by the Lassa virus (LASV), is endemic in West Africa and is associated with high morbidity and mortality. At least three of the four proposed seven lineages of LASV are found in Nigeria, where the multimammate rat, Mastomys natalensis, serves as the primary reservoir. Endemic countries report approximately 200,000 infections and 5,000 deaths annually, with Nigeria experiencing thousands of infections and hundreds of deaths including healthcare workers. The aim of this review is to provide scientific information for better understanding of the evolutionary biology, molecular epidemiology, pathogenesis, diagnosis, and prevention of Lassa fever in Nigeria and other endemic regions worldwide, which can lead to improved control efforts and reduce morbidity and mortality from recurrent epidemics. To achieve this aim, observational studies such as case series, cross-sectional and cohort studies published between December 2017 and September 2022 were searched for on various online databases including Google Scholar, Africa Journals Online (AJOL), Research Gates, PubMed, PMIC, NCDC, and WHO websites. Although the origin and evolutionary history, and the transmission dynamics of Lassa virus have been revealed through recent molecular epidemiological studies, the factors that drive the evolution of the virus remain unclear. Genetic changes in the viral genome may have enabled the virus to adapt to humans. Diagnosis of Lassa fever has also advanced from basic serological tests to more sophisticated methods such as quantitative real time polymerase chain reaction (qRT-PCR) and sequencing, which are particularly useful for identifying outbreak strains. Several vaccines, including recombinant vesicular stomatitis virus (rVSV), virus- like particle (VLP), and DNA-based vaccines, have shown promise in animal models and some have progressed to phase 2 clinical trials. Preventingand controlling Lassa fever is critical to safeguard the health and well-being of affected communities. Effective measures such as rodent control, improved sanitation, and early detection and isolation of infected individuals are essential for reducing transmission. Ongoing research into the genetic and ecological factors that drive the evolution of Lassa virus is necessary to reduce the impacts of Lassa fever. French title:Une revue des avancées récentes sur la fièvre de la Lassa avec une référence particulière à l'épidémiologie moléculaire et aux progrès du développement des vaccins La fièvre de Lassa, une fièvre hémorragique virale causée par le virus de Lassa (LASV), est endémique en Afrique de l'Ouest et est associée à une morbidité et une mortalité élevées. Au moins trois des quatre lignées proposées de LASV se trouvent au Nigeria, où le rat multimammaire, Mastomys natalensis, sert de réservoir principal. Les pays endémiques signalent environ 200,000 infections et 5,000 décès par an, le Nigéria connaissant des milliers d'infections et des centaines de décès, y compris des travailleurs de la santé. L'objectif de cette revue est de fournir des informations scientifiques pour une meilleure compréhension de la biologie évolutive, de l'épidémiologie moléculaire, de la pathogenèse, du diagnostic et de la prévention de la fièvre de Lassa au Nigeria et dans d'autres régions endémiques du monde, ce qui peut conduire à des efforts de contrôle améliorés et réduire la morbidité et la mortalité des épidémies récurrentes. Pour atteindre cet objectif, des études observationnelles telles que des séries de cas, des études transversales et de cohorte publiées entre décembre 2017 et septembre 2022 ont été recherchées sur diverses bases de données en ligne, notamment Google Scholar, Africa Journals Online (AJOL), Research Gate, PubMed, PMIC, Sites Web du NCDC et de l'OMS. Bien que l'origine et l'histoire évolutive, ainsi que la dynamique de transmission du virus de Lassa aient été révélées par des études épidémiologiques moléculaires récentes, les facteurs qui déterminent l'évolution du virus restent flous. Des modifications génétiques du génome viral pourraient avoir permis au virus de s'adapter à l'homme. Le diagnostic de la fièvre de Lassa est également passé des tests sérologiques de base à des méthodes plus sophistiquées telles que la réaction quantitative en chaîne par polymérase en temps réel (qRTPCR) et le séquençage, qui sont particulièrement utiles pour identifier les souches épidémiques. Plusieurs vaccins, y compris le virus recombinant de la stomatite vésiculeuse (rVSV), les particules pseudo-virales (VLP) et les vaccins à base d'ADN, se sont révélés prometteurs dans des modèles animaux et certains ont progressé vers des essais cliniques de phase 2. La prévention et le contrôle de la fièvre de Lassa sont essentiels pour préserver la santé et le bien-être des communautés touchées. Des mesures efficaces telles que le contrôle des rongeurs, l'amélioration de l'assainissement et la détection et l'isolement précoces des personnes infectées sont essentielles pour réduire la transmission. Des recherches continues sur les facteurs génétiques et écologiques qui déterminent l'évolution du virus de Lassa sont nécessaires pour réduire les impacts de la fièvre de Lassa.

La compréhension des mécanismes par lesquels la protéine prion pathogène est introduite dans l'organisme, puis la façon dont elle diffuse dans les différents tissus et organes et exerce son pouvoir pathogène est essentielle à bien des égards. C'est notamment le cas pour la mise au point de méthodes de dépistage et de diagnostic, l'évaluation du risque pour la santé publique, la thérapeutique et la connaissance des voies de transmission de la maladie. Deux types d'approches ont été développées pour étudier ces mécanismes, complémentaires l'une de l'autre. La première est basée sur les modèles animaux. L'article de Schelcher et al analyse les connaissances récentes sur la pathogénie de la tremblante qui découlent des travaux entrepris sur le mouton. Ils portent sur le cheminement de la protéine prion dans l'organisme infecté – dans quels tissus diffusela protéine prion pathogène, dans quels types de cellules et à quelle vitesse – et comment intervient le génotype de l'individu dans ce processus. La deuxième approche concerne les modèles cellulaires. L'article de Vilette et Laude présente plusieurs modèles cellulaires mis au point récemment, qui permettent la multiplication du prion ovin. Les différents projets de recherche développés actuellement à partir de ces modèles cellulaires étudient les interactions entre la protéine prion pathogène et différents types de cellules de l'organisme, les gènesactivés en cas d'infection, le rôle du polymorphisme de la protéine prion ovine dans la réplication du prion pathogène, et l'identification de molécules ayant une activité antiprion.

L'herpèsvirus humain (HHV) 6 est un betaherpèsvirus largement répandu, associé à plusieurs maladies neuroinflammatoires, telles que des encéphalites ou la sclérose en plaques (SEP). Cependant, les mécanismes impliqués dans la neuropathologie induite par les deux espèces d'HHV-6, HHV-6A et HHV-B, sont peu connus. De plus, l'absence de modèle d'infection chez le petit animal a ralenti l'étude de la pathogénèse virale. Dans ce contexte, nous avons développé un modèle d'infection par HHV-6 chez des souris transgéniques, qui expriment la protéine CD46 humaine, identifiée comme récepteur cellulaire pour HHV-6. Nous avons pu démontrer une persistance de l'ADN viral d'HHV-6A, mais pas d'HHV-6B, dans le cerveau de souris transgéniques pendant plusieurs mois. De plus nos résultats montrent qu'HHV-6A induit la sécrétion de chimiokines pro-inflammatoires par les cellules neurales murines et provoque l'infiltration de cellules immunitaires dans le cerveau de souris infectées. Enfin, HHV-6A, mais pas HHV-6B, pourrait induire des réponses cellulaires chez les cellules murines via le récepteur de l'immunité innée TLR9 (toll-like receptor 9). En collaboration avec une équipe de Grenoble, nous avons ensuite montré que l'infection par HHV-6A induit l'expression de rétrovirus endogènes humains (HERV) dans des cellules mononuclées et des lignées neurales humaines. Ces HERV, en particulier leurs protéines d'enveloppe qui présentent des propriétés pro-inflammatoires, sont associés à diverses maladies autoimmunes dont la SEP. HHV-6A pourrait donc participer au développement de pathologies inflammatoires via l'induction de ces HERV. L'ensemble de ces travaux supporte ainsi l'existence d'un lien entre l'infection par HHV-6A et la neuroinflammation, et apporte de nouvelles pistes quant aux mécanismes potentiellement impliqués.

Les virus Influenza de type A (VIA), appartenant à la famille des Orthomyxoviridae, possèdent un génome ARN segmenté de polarité négative favorisant les réassortiments (échange de segments génomiques) et la dérive antigénique (mutations due à l'absence de relecture de la polymérase). Ces processus permettent aux virus de contourner les défenses immunitaires. Les VIA posent un problème majeur en santé publique et vétérinaire. Les VIA émergent régulièrement, causant des épizooties aux lourdes conséquences économiques, notamment dans les filières avicoles (551 millions de volailles abattues entre 2005 et 2023). Leur capacité à infecter divers hôtes et à franchir les barrières d'espèces soulève la menace d'une émergence zoonotique avec transmission interhumaine efficace, potentiellement pandémique. Parmi les protéines virales, les facteurs de virulence comme PB1-F2 jouent un rôle clé dans l'adaptation à un nouvel hôte et influencent la virulence des souches émergentes. Découverte en 2001, PB1-F2, une petite protéine intrinsèquement désordonnée de 90 acides aminés, elle est associée à l'exacerbation de la pathogénicité chez les mammifères, bien que ses mécanismes d'action restent flous et sa fonction inconnue, notamment chez l'hôte aviaire. Non essentielle à la réplication virale, PB1-F2 est fonctionnelle dans 95 % des souches aviaires, mais cette fonctionnalité se perd souvent lors du passage à l'hôte mammifère par la troncation de son domaine carboxy-terminal, entraînant une atténuation du virus et des épidémies saisonnières de moindre létalité. Depuis 2013, les réassortants H5Nx du clade 2.3.4.4b, dérivés de la souche H5N1, se diversifient par vagues de réassortiment, avec un remplacement du segment N1 par d'autres (N2, N3, N5, N6, N8 et N9). Durant l'hiver 2016-2017, l'Europe a subi sa plus grande épidémie d'IAHP enregistrée, avec la co-circulation de deux souches H5N8: l'une exprimant une PB1-F2 fonctionnelle de 90 aa (souche Poland) et l'autre non fonctionnelle de 11 aa (souche Tarn). La souche Tarn, responsable de lourdes pertes économiques dans le sud-ouest de la France (6,8 millions de canards abattus). Ce contexte de VIA aviaire engendrant une forte mortalité chez le canard et n'exprimant pas PB1-F2 pourrait suggérer une pré-adaptation à l'hôte mammifère et un potentiel zoonotique. Comprendre le rôle de PB1-F2 dans le franchissement des barrières d'espèces, la transmissibilité et la pathogénicité est essentiel afin de mieux prédire l'émergence de souches pandémiques. Des motifs spécifiques dans le domaine carboxy-terminal de PB1-F2, associés à l'exacerbation de la pathogénicité chez les mammifères, sont partiellement présents dans la souche Poland. Un panel de protéines Poland avec ou sans ces mutations associées à l'inflammation (mut1 et mut2), ainsi que des versions tronquées de PB1-F2, ont été étudiées dans un modèle de souris transgénique NFkB-luciférase pour quantifier l'inflammation par imagerie in vivo. Des analyses qPCR des poumons ont complété l'étude de la réponse inflammatoire induite par la protéine recombinante. La capacité de PB1-F2 à former des fibrilles amyloïdes, structure associée à une pathogénicité accrue chez la souris, a aussi été étudiée. En parallèle, les virus Poland porteurs des mutations décrites et la souche Tarn ont été produits par génétique inverse pour examiner leur impact sur la réponse inflammatoire lors d'infections grippales chez la souris. Le recrutement cellulaire et les cytokines produites au niveau pulmonaire ont été caractérisés par cytométrie en flux et test ELISA. Les virus H5N8, moins virulents que les souches mammifères, sont peu adaptés au modèle murin, mais PB1-F2 contribue à augmenter l'inflammation post-infection. Les tests de transmissibilité chez le furet ont confirmé la faible adaptation des H5N8 aux mammifères.Ces résultats enrichissent la compréhension du mécanisme d'action de PB1-F2 et de son rôle dans l'équilibre entre pathogénicité et fitness viral
Influenza A viruses (IAVs), belonging to the Orthomyxoviridae family, have a segmented, negative-sense RNA genome that promotes reassortment (exchange of genomic segments) and antigenic drift (mutations due to the lack of polymerase proofreading). These processes enable the virus to evade pre-existing immune defenses. IAVs pose a major public health and veterinary concern, regularly emerging and causing epizootics events with significant economic impacts, particularly in poultry industries (551 million birds culled between 2005 and 2023). Their ability to infect a wide range of hosts and cross species barriers raises the threat of zoonotic emergence with efficient human-to-human transmission, potentially leading to a pandemic. Among viral proteins, virulence factors such as PB1-F2 play a critical role in host adaptation and influence the virulence of emerging strains. Discovered in 2001, PB1-F2 is a small, intrinsically disordered protein of 90 amino acids, associated with increased pathogenicity in mammals, although its mechanisms remain unclear and its function unknown, especially in avian hosts. Non-essential for viral replication, PB1-F2 is functional in 95% of avian strains, but this functionality is often lost during the host switch to mammals due to truncation of its C-terminal domain, leading to virus attenuation and less severe seasonal outbreaks. Since 2013, H5Nx reassortants from clade 2.3.4.4b, derived from the H5N1 strain, have diversified through waves of reassortment, with the N1 segment replaced by others (N2, N3, N5, N6, N8, and N9). During the winter of 2016-2017, Europe experienced its largest HPAI outbreak ever recorded, with two co-circulating H5N8 strains: one expressing a functional 90 aa PB1-F2 (Poland strain) and the other a non-functional 11 aa version (Tarn strain). The Tarn strain caused significant economic losses in southwest France (6.8 million ducks culled). This scenario, where an avian IAV causes high mortality in ducks without expressing functional PB1-F2, may suggest pre-adaptation to mammalian hosts and zoonotic potential. Understanding PB1-F2's role in crossing species barriers, transmissibility, and pathogenicity is crucial for predicting pandemic strain emergence. Specific motifs in PB1-F2's C-terminal domain, linked to increased pathogenicity in mammals, are partially present in the Poland strain. A panel of Poland proteins with or without these inflammation-associated mutations (mut1 and mut2), along with truncated PB1-F2 versions, were studied in an NFkB-luciferase transgenic mouse model to quantify inflammation via in vivo imaging. qPCR analysis of lung tissue complemented the study of the inflammatory response induced by the recombinant protein. PB1-F2's ability to form amyloid fibrils, associated with increased pathogenicity in mice, was also investigated. In parallel, Poland viruses carrying these mutations and the Tarn strain were generated via reverse genetics to assess their impact on the inflammatory response during influenza infections in mice. Cellular recruitment and cytokine production in the lungs were characterized using flow cytometry and ELISA multiplex. H5N8 viruses, less virulent than mammalian strains, are poorly adapted to the murine model, but PB1-F2 contributes to heightened post-infection inflammation. Transmission tests in ferrets confirmed the poor adaptation of H5N8 to mammals. These findings enhance the understanding of PB1-F2's mechanism of action and its role in balancing pathogenicity and viral fitness

Pseudomonas aeruginosa est une bactérie pathogène opportuniste, hautement résistant à une multitude d’antibiotiques qui infecte principalement les patients immunosupprimés. Il représente la cause principale de morbidité et de mortalité chez les patients atteints de fibrose kystique (mucoviscidose). Le but principal de ce projet consistait à identifier et à caractériser des gènes essentiels à l’infection et au maintien de P. aeruginosa dans un modèle animal d’infection pulmonaire chronique. À partir d’une banque de mutants transpositionnels, nous avons identifié 148 mutants de P. aeruginosa déficients à causer l’infection pulmonaire chronique chez le rat. Suite à des analyses bioinformatiques, le mutant inactivant le gène PA5437 a été sélectionné. L’opéron adjacent code pour les sous unités du pyruvate carboxylase (pycA et pycB) et est régulé par le gène PA5437, d’où l’appellation pycR pour pyruvate carboxylase regulator. Le pycR a été identifié comme étant un régulateur transcriptionnel de type LysR ayant une région typique de liaison à l’ADN. Le codon d’initiation de la transcription des gènes pycR et pycA a été identifié par élongation d’amorce. La capacité de liaison de la protéine PycR à l’ADN a été confirmée à l’aide du gel à retardement. L’implication de PycR dans la virulence bactérienne in vivo a été confirmée par indice de compétition et après 7 jours d’infection le mutant déficient ΔpycR est complètement éliminé du poumon du rat. L’importance de PycR a aussi été confirmée in vitro à l’aide des tests phénotypiques et enzymatiques démontrant la déficience dans la production de la lipase, de l’estérase et du biofilm. Finalement, l’analyse des résultats métaboliques et transcriptomiques a confirmé l’importance de PycR dans la régulation du métabolisme de lipides, de l’activité lipolytique, de la respiration anaérobique, de la formation du biofilm et des gènes régulés par le quorum sensing. Dans un second volet, une étude comparative entre souches prototypes (PAO1 et PA14) de P. aeruginosa et un isolat clinique (LESB58) de la fibrose kystique a été réalisée dans un modèle de l’infection pulmonaire chronique chez le rat. Cette étude a permis d’identifier des différences significatives au niveau de la localisation bactérienne dans les tissus pulmonaires de l’isolat clinique LESB58. D’importantes différences ont également été notées au niveau des facteurs de virulence comme la mobilité et la formation du biofilm. À long terme, les nouvelles connaissances acquises en génomique fonctionnelle devraient permettre d’identifier et de développer de nouvelles approches thérapeutiques permettant de combattre et mieux comprendre les infections causées par cette bactérie.
Pseudomonas aeruginosa est une bactérie pathogène opportuniste, hautement résistant à une multitude d’antibiotiques qui infecte principalement les patients immunosupprimés. Il représente la cause principale de morbidité et de mortalité chez les patients atteints de fibrose kystique (mucoviscidose). Le but principal de ce projet consistait à identifier et à caractériser des gènes essentiels à l’infection et au maintien de P. aeruginosa dans un modèle animal d’infection pulmonaire chronique. À partir d’une banque de mutants transpositionnels, nous avons identifié 148 mutants de P. aeruginosa déficients à causer l’infection pulmonaire chronique chez le rat. Suite à des analyses bioinformatiques, le mutant inactivant le gène PA5437 a été sélectionné. L’opéron adjacent code pour les sous unités du pyruvate carboxylase (pycA et pycB) et est régulé par le gène PA5437, d’où l’appellation pycR pour pyruvate carboxylase regulator. Le pycR a été identifié comme étant un régulateur transcriptionnel de type LysR ayant une région typique de liaison à l’ADN. Le codon d’initiation de la transcription des gènes pycR et pycA a été identifié par élongation d’amorce. La capacité de liaison de la protéine PycR à l’ADN a été confirmée à l’aide du gel à retardement. L’implication de PycR dans la virulence bactérienne in vivo a été confirmée par indice de compétition et après 7 jours d’infection le mutant déficient ΔpycR est complètement éliminé du poumon du rat. L’importance de PycR a aussi été confirmée in vitro à l’aide des tests phénotypiques et enzymatiques démontrant la déficience dans la production de la lipase, de l’estérase et du biofilm. Finalement, l’analyse des résultats métaboliques et transcriptomiques a confirmé l’importance de PycR dans la régulation du métabolisme de lipides, de l’activité lipolytique, de la respiration anaérobique, de la formation du biofilm et des gènes régulés par le quorum sensing. Dans un second volet, une étude comparative entre souches prototypes (PAO1 et PA14) de P. aeruginosa et un isolat clinique (LESB58) de la fibrose kystique a été réalisée dans un modèle de l’infection pulmonaire chronique chez le rat. Cette étude a permis d’identifier des différences significatives au niveau de la localisation bactérienne dans les tissus pulmonaires de l’isolat clinique LESB58. D’importantes différences ont également été notées au niveau des facteurs de virulence comme la mobilité et la formation du biofilm. À long terme, les nouvelles connaissances acquises en génomique fonctionnelle devraient permettre d’identifier et de développer de nouvelles approches thérapeutiques permettant de combattre et mieux comprendre les infections causées par cette bactérie.
The opportunistic pathogen Pseudomonas aeruginosa is highly resistant to most classes of antibiotics and causes a wide variety of infections in compromised hosts. In addition, it represents the major cause of morbidity and mortality in cystic fibrosis (CF) patients. The principal goal of the present research project was to identify and to characterise P. aeruginosa genes essential for causing a chronic lung infection. Using a PCR-based signature-tagged mutagenesis, we identified a P. aeruginosa STM5437 mutant having an insertion into the PA5437 gene; its inactivation causes attenuation of virulence in vivo. The PA5437 gene, now called pycR, regulates the adjacent operon encoding the pyruvate carboxylase subunits (pyruvate carboxylase regulator). PycR has the signature of a putative transcriptional regulator with a predicted helix-turn-helix motif binding to a typical LysR DNA-binding motif identified in the PA5436 (pycA)-PA5437 (pycA) intercistronic region. Transcriptional start sites of pycA and pycR were identified by primer extension and the DNA binding capacity of PycR was confirmed by a DNA mobility gel shift assay. Genome-wide transcriptional profiling indicated that the genes whose control were differentially expressed by PycR implicated genes responsible for lipid metabolism, lipolytic activity, anaerobic respiration, biofilm formation and a number of quorum sensing regulated genes. This study defines PycR as a major regulator in virulence and where mutations in pycR have pleiotropic effects on the expression of multiple virulence factors such as lipase, esterase and biofilm formation. The expressions of several of these genes are associated with chronic lung persistence. In the second part of the study, P. aeruginosa prototype strains PAO1 and PA14 were compared with the CF isolate LESB58 in the rat model of chronic lung infection. This comparative study identified major differences for LESB58; in vivo in bacterial localisation in the rat lung and in vitro for motility and biofilm production. Functional genomics of P. aeruginosa will provide new insights for the development of novel therapeutic targets. Genomic biodiversity may explain the variation in severity of the P. aeruginosa infections in CF disease.
The opportunistic pathogen Pseudomonas aeruginosa is highly resistant to most classes of antibiotics and causes a wide variety of infections in compromised hosts. In addition, it represents the major cause of morbidity and mortality in cystic fibrosis (CF) patients. The principal goal of the present research project was to identify and to characterise P. aeruginosa genes essential for causing a chronic lung infection. Using a PCR-based signature-tagged mutagenesis, we identified a P. aeruginosa STM5437 mutant having an insertion into the PA5437 gene; its inactivation causes attenuation of virulence in vivo. The PA5437 gene, now called pycR, regulates the adjacent operon encoding the pyruvate carboxylase subunits (pyruvate carboxylase regulator). PycR has the signature of a putative transcriptional regulator with a predicted helix-turn-helix motif binding to a typical LysR DNA-binding motif identified in the PA5436 (pycA)-PA5437 (pycA) intercistronic region. Transcriptional start sites of pycA and pycR were identified by primer extension and the DNA binding capacity of PycR was confirmed by a DNA mobility gel shift assay. Genome-wide transcriptional profiling indicated that the genes whose control were differentially expressed by PycR implicated genes responsible for lipid metabolism, lipolytic activity, anaerobic respiration, biofilm formation and a number of quorum sensing regulated genes. This study defines PycR as a major regulator in virulence and where mutations in pycR have pleiotropic effects on the expression of multiple virulence factors such as lipase, esterase and biofilm formation. The expressions of several of these genes are associated with chronic lung persistence. In the second part of the study, P. aeruginosa prototype strains PAO1 and PA14 were compared with the CF isolate LESB58 in the rat model of chronic lung infection. This comparative study identified major differences for LESB58; in vivo in bacterial localisation in the rat lung and in vitro for motility and biofilm production. Functional genomics of P. aeruginosa will provide new insights for the development of novel therapeutic targets. Genomic biodiversity may explain the variation in severity of the P. aeruginosa infections in CF disease.

Afin de stabiliser le microbiote intestinal et prévenir ou traiter les infections entériques, il est suggéré depuis des décennies d’utiliser certaines bactéries lactiques dites ‘probiotiques’. La consommation de ces bactéries, qui sont des composants normaux du microbiote intestinal, aurait des effets bénéfiques sur la santé. Cependant, leur éventuel rôle prophylactique ou thérapeutique n’a été que très peu étudié. Dans une première partie, cinq bifidobactéries probiotiques isolées de fèces de nouveaux-nés ont été sélectionnées et caractérisées. Parmi celles-ci, une souche de Bifidobacterium thermacidophilum (RBL71) démontrant une forte résistance aux conditions retrouvées dans le tractus intestinal, une forte adhésion aux cellules intestinales Caco-2 et une inhibition de l’adhésion d’Escherichia coli O157:H7 (50%) aux cellules Caco-2 a été administrée par voie orale à des souris BALB/c. Ce gavage probiotique avant infection à E. coli O157:H7 a diminué les comptes fécaux de ce pathogène ainsi que les dommages histologiques intestinaux comparativement au groupe témoin. Une plus forte production d’anticorps spécifiques anti-E. coli O157:H7 a également été détectée chez les souris recevant la souche probiotique. Dans une seconde partie, l’efficacité de trois autres souches de bifidobactéries a été vérifiée contre des entéropathogènes viraux. Une souche de B. thermophilum (RBL67) démontrant la plus forte inhibition de l’attachement du rotavirus (98%) aux cellules intestinales Caco-2 et HT-29 a été administrée par voie orale à des souris néonatales CD-1 infectées par un rotavirus. La concentration de virus dans le contenu intestinal était significativement moins élevée à 48 heures post-infection chez le groupe recevant des probiotiques avant infection par rapport au groupe témoin. De plus, la durée de la diarrhée a été plus courte et une production d’anticorps spécifiques anti-rotavirus a été détectée chez les souris recevant des probiotiques avant l’infection. Ces résultats suggèrent que la souche RBL67 pourrait avoir un impact positif sur l’évolution des infections causées par des pathogènes viraux invasifs tel que rotavirus et que la souche RBL71 pourrait ainsi jouer un rôle dans la prévention ou le traitement d’infections entériques aux pathogènes bactériens non invasifs tel que E. coli O157:H7. Dans ces deux cas, l’inhibition de l’adhésion du pathogène serait le mécanisme d’action le plus probable. Cette démonstration de l’activité de ces nouvelles souches de bifidobactéries d’origine humaine contre E. coli O157:H7 et rotavirus, en interférant sur le mécanisme d’infection de ces entéropathogènes, soutient leur utilisation potentielle chez l’humain pour prévenir les infections entériques transmises par voie orale.
For decades, the use of certain lactic acid bacteria as so-called probiotics has been suggested in order to stabilize the intestinal microbiota and thus prevent or treat enteric infections. Consumption of these bacteria, which are normal components of human intestinal microbiota, is reputed to be beneficial to health. However, their possible role as therapeutic or prophylactic agents has been studied very little. Five probiotic bifidobacteria isolated from the feces of newborn infants were first selected and characterized. Among these, a strain of Bifidobacterium thermacidophilum (called RBL71) demonstrating strong resistance to the conditions prevailing in the digestive tract, strong adhesion to Caco-2 intestinal cells and inhibition of the adhesion of Escherichia coli O157:H7 (50%) to Caco-2 cells was administered via the oral route to BALB/c mice. Mice thus treated before challenge had reduced fecal counts of E. coli O157:H7 and less intestinal histological damage than the control group. Greater production of O157:H7-specific antibody was detected in mice receiving the probiotic. In a second study, the effectiveness of three other strains of bifidobacteria against viral enteropathogens was examined. A strain of B. thermophilum (called RBL67) demonstrating the strongest inhibition (98%) of rotavirus attachment to Caco-2 and HT-29 intestinal cells was administered via the oral route to neonatal CD-1 mice infected with rotavirus. The viral concentration of the intestinal contents 48 hours after infection was significantly lower in the probiotic-treated group than in the control group. In addition, the diarrhea was of shorter duration and rotavirus-specific antibody production was detected in the mice receiving the probiotic before infection. These results suggest that strain RBL67 has a positive impact on the evolution of infections by invasive viral pathogens such as rotavirus and that strain RBL71 could thus have a role to play in the prevention or treatment of enteric infections by non-invasive bacterial pathogens such as E. coli O157:H7. In both cases, inhibition of adhesion of the pathogen seems to be a plausible mechanism of action. This demonstration of the activities of these new bifidobacterial strains of human origin against E. coli O157:H7 and rotavirus suggests their potential for interfering with the mechanism of infection of enteropathogens and supports their use in humans as possible agents for preventing enteric infections transmitted by the oral route.

Les douleurs abdominales chroniques, souvent associées à une hypersensibilité viscérale d’origine colique (HSVC), sont l’un des symptômes majeurs constatés lors du syndrome de l’intestin irritable (SII). Le SII est une colopathie chronique fonctionnelle touchant environ 11% de la population mondiale et altérant significativement la qualité de vie des patients. L’étiologie multifactorielle de cette pathologie rend la physiopathologie complexe. Les gastroentérites infectieuses ont été décrites comme l’un des facteurs de risque dans le développement du SII-post-infectieux (SII-PI). Le SII-PI survient en effet dans 4 à 31% des cas suite à une gastroentérite aigüe d’origine bactérienne, virale ou parasitaire. Ces infections peuvent avoir de nombreuses répercussions et en particulier sur l’intégrité de la barrière épithéliale intestinale, le système immunitaire ou encore sur le microbiote intestinal. Par ailleurs, suite à une infection parasitaire, le risque de développer un SII est de 40% contre seulement 14% suite à une infection bactérienne.Blastocystis est le parasite intestinal le plus fréquemment retrouvé chez l’Homme. Néanmoins, malgré de récentes études épidémiologiques rapportant une plus forte prévalence de ce parasite chez les patients atteints de SII, son rôle en santé humaine reste débattu. De plus, d’autres études rapportent que les individus porteurs de ce parasite présentent des douleurs abdominales et sont atteints d’une dysbiose intestinale. Actuellement, l’absence d’un modèle animal d’infection par Blastocystis reproductible ne permet pas d’étudier les mécanismes physiopathologiques liés à l’infection et donc d’explorer la contribution éventuelle de ce parasite dans le SII.Les objectifs de ce travail de thèse étaient tout d’abord de mettre en place un modèle murin d’infection expérimentale par Blastocystis pour dans un deuxième temps évaluer si ce parasite est capable d’induire une HSVC et une dysbiose intestinale avec l’objectif d’établir un nouveau modèle de SII d’origine infectieuse chez le rat. Pour répondre au premier objectif, le pouvoir infectieux de différents sous-types et différentes formes du parasite (formes vacuolaires ou kystes), isolés de cultures axéniques ou purifiés à partir de selles de patients et d’animaux a été évalué chez des animaux de laboratoire (rats et souris). Nous avons ainsi réussi à établir un modèle reproductible d’infection chronique par Blastocystis chez le rat de laboratoire à l’aide de kystes purifiés à partir de selles humaines.L’utilisation de ce modèle in vivo, nous a permis de mettre en évidence que le sous-type 4 (ST4) de Blastocystis induit une HSVC sans origine inflammatoire chez les rats expérimentalement infectés. De plus, les animaux développent un comportement type anxio-dépressif corrélé à l’HSVC. La dysbiose intestinale associée à l’infection se caractérise par une augmentation de la richesse bactérienne et une diminution du ratio Firmicutes/Bacteroidetes. Par ailleurs, nous avons corrélé l’HSVC à l’augmentation de l’abondance relative du genre Bacteroides et la diminution de l’abondance relative de la famille des Clostridiaceae, bactéries productrices d’acides gras à chaine courte (AGCC). Une diminution des taux d’AGCC fécaux a d’ailleurs été constatée chez les rats infectés. De plus, nous avons mis en évidence une augmentation de l’activité de protéases à sérine dans les fèces des animaux infectés pouvant expliquer l’HSVC.Ces données suggèrent qu’une infection gastro-intestinale par Blastocystis serait associée à une hypersensibilité viscérale d’origine colique (HSVC) et à un déséquilibre de la flore intestinale (dysbiose). Ainsi, ce nouveau modèle d’infection pourrait être un bon modèle de SII d’origine infectieuse et pourrait donc contribuer à un meilleur diagnostic et au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques pour des pathologies chroniques de l’intestin chez certains individus
Chronic abdominal pain often associated with colonic hypersensitivity (CHS) is one of the major symptoms of irritable bowel syndrome (IBS). IBS is a functional chronic disorder affecting ~11% of worldwide population and disturbing patients’ quality of life. Etiology is multifactorial and thus pathophysiology is complex and remains poorly understood. Infectious gastroenteritis has been described as one of the risk factors for development of post-infectious IBS (PI-IBS). PI-IBS can occur in 4-31% of patients following acute gastroenteritis of bacterial, viral or parasitic origin. Numerous studies support a role for pathogen-mediated modifications in the resident intestinal microbiota, epithelial barrier integrity and immune activation in PI-IBS. Interestingly, the risk of IBS is highest with protozoal enteritis, with ~40% of individuals developing IBS against ~14% following bacterial infection. Blastocystis is the most common intestinal parasite found in human intestinal tract. Nevertheless, clinical relevance remains controversial, despite recent epidemiological studies showing a higher prevalence of this parasite in IBS patients. Interestingly, studies report that individuals carrying Blastocystis display abdominal pain and intestinal dysbiosis. Currently, the lack of reproducible animal model of Blastocystis infection does not allow to study the pathological mechanisms related to infection and thus to explore the potential contribution of this parasite in IBS.The aims of this study were first to develop a murine model of Blastocystis infection and then to investigate whether this parasite could lead to the development of intestinal dysbiosis associated CHS with the aim of developing a new PI-IBS rat model.The first aim was to evaluate the infectivity of different parasitic subtypes and stages (vacuolar and cystic forms) isolated from axenic cultures or purified from human or animal feces, into laboratory animals (rats and mice). Interestingly, we succeeded in the development of a reproducible model of chronic infection by Blastocystis in laboratory rats using cysts purified from human stool.Using this animal model, we found that Blastocystis ST4 induced non inflammatory CHS in infected rats. In addition infected rats developed anxiety- and depressive-like behavior correlated with CHS. Infection associated intestinal dysbiosis was characterized by increased bacterial richness and decreased Firmicutes/Bacteroidetes ratio. Interestingly, we correlated CHS with the increase in the relative abundance of genus Bacteroides and the decrease in the relative abundance of the family Clostridiaceae, some bacteria producing Short Chain Fatty Acids (SCFAs). Indeed, fecal SCFAs levels were decreased in infected rats. These decreases were correlated with the relative abundance of genus Oscillospira which was also described increased in Blastocystis individual carriers. In addition, we have demonstrated an increase in fecal serine protease activity in infected animals that may explain development of CHS.These data suggest that a gastrointestinal infection with Blastocystis may be associated with the establishment of intestinal dysbiosis associated CHS. Thus, this new infectious model could be a good model of PI-IBS and could therefore contribute to a better diagnosis and development of new therapeutic strategies for chronic bowel diseases

Le but de ce travail etait d'etablir un modele de toxoplasmose experimentale chez le rat qui serait bien adapte a l'etude des infections humaines. Dans un premier temps, nous avons obtenu l'attenuation d'une toxoplasmose aigue due a une souche toxoplasmique tres virulente, chez des femelles rats gestantes. Notre objectif etait de comparer l'attenuation chez l'hote adulte immunocompetent par rapport a celle observee chez des nouveau-nes immuno-immatures. La suite des travaux a concerne l'immunodepression des rats femelles gestantes prealablement infestees avec t. Gondii. Un traitement immunodepresseur associant la ciclosporine a aux anticorps monoclonaux anti-cd4 et anti-cd8 a provoque une reactivation toxoplasmique chez les femelles et leurs petits. Nous avons voulu verifier dans quelle mesure l'immuno-immaturite foetale serait responsable d'un plus grand nombre de reactivations et/ou des reactivations plus precoces. Nous avons enfin etudie l'installation de deux phenomenes (attenuation et reactivation toxoplasmiques) au cours du temps. Une serie de prelevements sanguins issus d'un meme animal nous a permis de suivre l'installation des deux phenomenes. La detection d'adn toxoplasmique dans les echantillons de rat a ete possible grace a la pcr. Une variante de la pcr classique, la ap-pcr ou amplification aleatoire, a ete employee afin d'obtenir le typage des souches et clones toxoplasmiques provenant des animaux a differents statuts immunitaires

Ce travail de thèse comporte deux volets ayant pour trait commun l’analyse a posteriori d’une épidémie d’infection invasive à méningocoque (IIM) survenue en Normandie entre 2003 et 2012 et liée à l’expansion d’un clone hypervirulent particulier (B:14:P1.7,16/ST-32 ). Le premier travail (publié dans Virulence : Sevestre et al 2018 ;9 :923-929) s’est focalisé sur les déterminants de la virulence de « B14 » en comparant 6 isolats identifiés les uns d’IIM, les autres de portage pharyngé sain (ces derniers exprimant ou non la capsule). Apparemment identiques selon le typage classique (immunotypage et génotypage par MLST), ces 3 groupes bactériens se sont révélés distincts après analyse génomique et comparaison gène par gène (plus de 600 gènes au profil génétique variable entre les groupes) conduisant à identifier le rôle majeur de l’acquisition du fer dans la virulence et en particulier celui du système HmbR, un récepteur de l’hémoglobine. Dans un modèle murin (souris transgéniques rendues sensibles à l’infection humaine) les 3 groupes de souches sont aussi apparus distincts, avec une hiérarchie des marqueurs d’infectiosité (titres bactériens, taux de cytokines). La restauration du système HmbR (souches de portage capsulées « Off » dérivées en « On ») a restauré le pouvoir invasif in vitro et chez l’animal. Si le fer était déjà connu comme facteur de virulence pour différentes espèces bactériennes, l’originalité ici est d’avoir identifié le rôle de la variation de phase du gène hmbR au sein d’un même clone épidémique, permettant l’adaptation au portage, condition sine qua non de la transmission d’individu en individu. Le second travail (publié dans Vaccine : Sevestre et al 2017 ;35 :4029-4033) s’est intéressé à la durabilité et à l’ampleur de la protection vaccinale du MenBvac®, vaccin à base de vésicules de membranes externes (Outer Membrane Vesicles, OMV) utilisé jadis pour contrôler l’épidémie. Ceci a pu être réalisé grâce à deux cohortes d’enfants vaccinés par un schéma à 4 doses et prélevés pour les uns 1 an après la dernière dose et pour les autres 4 an après. L’immunogénicité (étude de l’activité bactéricide du sérum vis-à-vis du clone ciblé) s’est avérée de durabilité moyenne avec 48% des enfants protégés à 1 an et 31% à 4 ans, un résultat en phase avec les données de la littérature sur les vaccins OMV. Un effet bactéricide fut observé très au-delà de « B14 », du fait d’une immunité croisée aux souches avec une homologie au moins partielle de la porine PorA (principal déterminant antigénique des vaccins OMV) soit pour le MenBvac® 15% des clones virulents B actuellement circulants en France, un résultat davantage original car ayant jusqu’alors que peu investigué
This thesis work includes two studies which both contribute to analyze a posteriori an outbreak of invasive meningococcal diseases (IMD) that had occurred in Normandy from 2003 to 2012 due to the expansion of a single hypervirulent clone (B:14:P1.7,16/ST-32 ). The first work (published in Virulence: Sevestre et al 2018 ;9 :923-929) focused on the virulence determinants of “B14” by comparing 6 isolates, either from IMD or from asymptomatic carriage (these latter expressing or not the capsule). Apparently identical on the basis of classical typing methods (immunotyping and MLST genotyping), these 3 groups of isolates were markedly different by whole genome analysis and on gene by gene comparison (more than 600 genes presenting a variable genetic profile). This analysis leaded to identify the crucial implication of iron acquisition in virulence and in particular the place of the HmbR system, an hemoglobin receptor. In a murine model (transgenic mice made susceptible to infection), these 3 groups also appeared separated, with a distinct infectivity hierarchy (bacterial counts, levels of cytokines). The restoration of the HmbR system in the capsulated carriage isolates (switch from Off phase to On phase) also restored their invasiveness in vitro and in vivo. Even if iron is already known to be a determining factor in the virulence of many bacterial species, our results clearly indicate the importance of the hmbR phase variation among clonal epidemic isolates, allowing adaptation to carriage, sine qua non condition for people to people transmission. The second work (published in Vaccine: Sevestre et al 2017 ;35 :4029-4033) concerned the durability and the cross-protection of the MenBvac®, an OMV vaccine (Outer Membrane Vesicles), used in the past to control the outbreak. This work has been done thanks to 2 cohorts of children vaccinated with 4 doses and sampled either 1 year or 4 years after the last dose. The efficacy (serum bactericidal activity against the epidemic strain) was short lasting, with 48% of children protected after 1 year and 31% after 4 years, a result in accordance with OMV literature. A bactericidal effect was observed far beyond “B14”, by cross-immunity with strains harboring homologies, even partials of the porin PorA (main antigenic determinant in OMV vaccine), indicating a coverage for 15% of virulent isolates B circulating in France, an original result as until then not so far investigated