Caractérisation fonctionnelle de facteurs de virulence chez "Streptococcus suis"

Les progrès technologiques dans l’industrie de la viande ont des répercussions considérables sur les agents pathogènes de ces environnements. Parmi ceux-ci, Streptococcus suis occupe une place prédominante dans l’industrie porcine. En effet, S. suis, colonisateur naturel des voies respiratoires et digestives du porc, peut infecter son hôte en provoquant des méningites, septicémies, endocardites, arthrites ou pneumonies. De surcroît, S. suis peut également infecter l’humain en provoquant majoritairement des méningites et septicémies, et a notamment été la cause de deux épidémies en Chine en 1998 et 2005. La pathogenèse des infections à S. suis demeure partiellement connue à l’heure actuelle, rendant difficile le contrôle des infections. Il est par conséquent essentiel de caractériser les facteurs de virulence chez S. suis puisqu’ils pourraient représenter des cibles d’intérêt pour des applications préventives ou thérapeutiques. Ce projet de doctorat consiste donc en la caractérisation fonctionnelle de facteurs de virulence chez S. suis. Dans un premier temps, la capacité de S. suis à moduler son potentiel pro-inflammatoire en présence de concentrations sous-inhibitrices d’amoxicilline a été mise en évidence. Dans un second temps, la caractérisation plus avancée de la hyaluronate lyase de S. suis a permis de démontrer que son activité ne contribue pas à la virulence de la bactérie étant donné son absence au sein de souches les plus virulentes, mais que les interactions avec l’acide hyaluronique pourraient moduler la virulence de S. suis. Par la suite, l’étude fonctionnelle d’une DNase de S. suis a permis de démontrer son implication comme facteur de virulence et suggère son intérêt dans le développement de vaccins. Finalement, le dernier objectif du projet a permis la mise en évidence de la production de microvésicules fortement immunogéniques par S. suis. La présence de facteurs de virulence dans leur contenu protéique représente un élément encourageant dans le développement de vaccins contre l’agent pathogène. Ce projet a donc permis d’élargir les connaissances sur le potentiel néfaste de l’utilisation des antibiotiques à faible concentration dans l’industrie porcine, sur le rôle des activités hyaluronate lyase et DNase dans la virulence de S. suis, et de découvrir un nouveau mécanisme impliqué dans la virulence de la bactérie par le biais des microvésicules.

Development and evaluation of the polymerase chain reaction (PCR) method for diagnosis of spring viremia of carp virus (SVCV)

Aquaculture has been expanded rapidly to become a major commercial and food-producing sector worldwide in recent decade. In parallel, viral diseases rapidly spread among farms causing enormous economic losses. The accurate detection of pathogens at early stages of infection is a key point for disease control in aquaculture. Spring Viraemia of Carp Virus (SVCV) is a very severe pathogen of carp fishes in different parts of the world and is categorized as a reportable listed disease in the annual published list of World Organization for animal Health (OIE). The objective of this study was to develop and evaluate RT- PCR test for detecting SVC virus and also the sensitivity and specificity of this test. A semi nested RT- PCR was designed using combination of three primers: two external (SVCF , SVCR) and one internal (SVCS) primers which based on conserved region of G gen. The specificity of designed primers (only external ones) by examination on Viral Hemorrhagic Septicemia Virus (VHSV) and Infectious Hematopoietic Necrosis Virus (IHNV) was confirmed. For optimizing of the PCR test, primer concentration, primer annealing temperature, cycle number and Mgcl2 concentration were surveyed. Also for validity test, prevention of false negative and Assurance of its accuracy, a competitive internal control (mimic) designed and its suitable concentration was defined. Evaluation of the sensitivity of designed test were conducted first by comparing the different commercially available RNA isolation guidelines, two guidelines: isotiocyanate phenol–chloroform based protocols (RNX–Plus Iran, Iq2000 kit Taiwan ) and two column based protocols (Cinna pure RNA Iran , high pure viral RNA kit, Roche Germany ). The results indicated that the column based protocols (Roche method and Cinna pure), yield 36.77 ng/μl and 16/47 ng/μl RNA concentration respectively, which were significantly higher than other protocols(P<0.05). Then for evaluation of extracted RNA sensitivity, Serial dilution of SVCV strain 56.70 grown in EPC (1.9×105 TCID50/ml) was examined To compare sensitivity. Extracted RNA from serial dilution with stone's primers and commercial IQ-2000 kit were examined simultaneously. The result indicated that designed semi- nested RT- PCR was able to recognize SVC virus to 10-4 dilution and stone's primer recognize to 10-3 dilution whereas Iq-2000 commercial kit did not recognized in any dilution. In high virus titer in designed test two DNA band (462 bp and 266 bp) produced, and by decreasing virus titer 462 bp was omitted. In low virus titer or lack of virus, just DNA band (mimic) 729 bp can propagate. After designing and optimizing PCR test, a total of 400 suspected cultured Cyprinus carpio with high mortality from 4 aquaculture zone of Khuzestan province were collected and tested for SVCV during 2012- 2013 using developed PCR method and IQ- 2000. The results indicated that SVC virus was not observed in samples using both methods.

Effet de Streptococcus Suis sur la capacité de présentation antigénique de cellules dendritiques

Streptococcus suis est un important pathogène porcin et humain, causant méningites et septicémies. Des études suggèrent que S. suis dispose de facteurs de virulence, notamment sa capsule polysaccharidique (CPS), qui lui permettent de moduler les fonctions des cellules dendritiques (DCs), situées à l’interface entre l’immunité innée et adaptative. Les difficultés à développer un vaccin efficace suggèrent aussi une altération de la voie T dépendante. L’objectif général du projet était d’évaluer l’effet de S. suis sur l’activation des cellules T CD4+ ainsi que sur la capacité de présentation antigénique des DCs. Nous avons étudié dans un modèle murin in vivo la réponse T CD4+ mémoire lors d’infections primaire et secondaire. Une faible réponse mémoire centrale a été obtenue, suggérant que la réponse adaptative générée contre S. suis est limitée. Étant donné l’importance du complexe majeur d’histocompatibilité (MHC) de classe II dans la présentation antigénique, nous avons évalué in vitro et in vivo l’expression de ces molécules chez les DCs. Une modulation de l’expression du MHC-II par S. suis a été observée. L’analyse de la transcription de gènes impliqués dans la régulation transcriptionnelle et post-transcriptionnelle du MHC-II nous permet de suggérer que S. suis régule à la baisse la synthèse de nouvelles molécules et favorise leur dégradation lysosomale. Cette stratégie, dans laquelle la CPS ne jouerait qu’un rôle partiel, permettrait à S. suis d’échapper à la réponse adaptative T dépendante. Les résultats de cette étude fourniront de nouvelles perspectives dans la compréhension de la réponse adaptative lors de l’infection par S. suis.

Global transcriptome analysis of Lactococcus garvieae strains in response to temperature

Lactococcus garvieae is an important fish and an opportunistic human pathogen. The genomic sequences of several L. garvieae strains have been recently published, opening the possibility of global studies on the biology of this pathogen. In this study, a whole genome DNA microarray of two strains of L. garvieae was designed and validated. This DNA microarray was used to investigate the effects of growth temperature (18°C and 37°C) on the transcriptome of two clinical strains of L. garvieae that were isolated from fish (Lg8831) and from a human case of septicemia (Lg21881). The transcriptome profiles evidenced a strain-specific response to temperature, which was more evident at 18°C. Among the most significant findings, Lg8831 was found to up-regulate at 18°C several genes encoding different cold-shock and cold-induced proteins involved in an efficient adaptive response of this strain to low-temperature conditions. Another relevant result was the description, for the first time, of respiratory metabolism in L. garvieae, whose gene expression regulation was temperature-dependent in Lg21881. This study provides new insights about how environmental factors such as temperature can affect L. garvieae gene expression. These data could improve our understanding of the regulatory networks and adaptive biology of this important pathogen.

Effet de Streptococcus Suis sur la capacité de présentation antigénique de cellules dendritiques

Streptococcus suis est un important pathogène porcin et humain, causant méningites et septicémies. Des études suggèrent que S. suis dispose de facteurs de virulence, notamment sa capsule polysaccharidique (CPS), qui lui permettent de moduler les fonctions des cellules dendritiques (DCs), situées à l’interface entre l’immunité innée et adaptative. Les difficultés à développer un vaccin efficace suggèrent aussi une altération de la voie T dépendante. L’objectif général du projet était d’évaluer l’effet de S. suis sur l’activation des cellules T CD4+ ainsi que sur la capacité de présentation antigénique des DCs. Nous avons étudié dans un modèle murin in vivo la réponse T CD4+ mémoire lors d’infections primaire et secondaire. Une faible réponse mémoire centrale a été obtenue, suggérant que la réponse adaptative générée contre S. suis est limitée. Étant donné l’importance du complexe majeur d’histocompatibilité (MHC) de classe II dans la présentation antigénique, nous avons évalué in vitro et in vivo l’expression de ces molécules chez les DCs. Une modulation de l’expression du MHC-II par S. suis a été observée. L’analyse de la transcription de gènes impliqués dans la régulation transcriptionnelle et post-transcriptionnelle du MHC-II nous permet de suggérer que S. suis régule à la baisse la synthèse de nouvelles molécules et favorise leur dégradation lysosomale. Cette stratégie, dans laquelle la CPS ne jouerait qu’un rôle partiel, permettrait à S. suis d’échapper à la réponse adaptative T dépendante. Les résultats de cette étude fourniront de nouvelles perspectives dans la compréhension de la réponse adaptative lors de l’infection par S. suis.