Salmonella Typhimurium infections in pigs: a closer look at the pathogenesis

Salmonellose bij de mens wordt vaak veroorzaakt door Salmonella enterica subspecies enterica serovar Typhimurium (Salmonella Typhimurium). De ziekte veroorzaakt door deze bacterie is voornamelijk geassocieerd met het eten van varkensvlees. Varkens die geïnfecteerd zijn met Salmonella Typhimurium zijn meestal symptoomloze dragers. De mechanismen die Salmonella Typhimurium gebruikt om deze dragerdieren blijvend te infecteren zijn niet gekend. Het doel van deze thesis was om inzicht te verkrijgen in de mechanismen die Salmonella Typhimurium gebruikt om varkens te kolonizeren en er in te persisteren. In het eerste hoofdstuk van deze thesis werd een Salmonella Typhimurium stam geselecteerd die een persisterende infectie bij varkens kan veroorzaken. Hiervoor werd een veldstam, geïsoleerd uit een persistent geïnfecteerd varken, vergeleken met een standaard laboratorium stam die vaak wordt gebruikt voor onderzoek in muizen. De laboratorium stam was virulenter in muizen, maar de varkensstam was efficiënter in het veroorzaken van een persisterende infectie bij varkens. Deze varkensstam werd gekozen om te gebruiken in verdere experimenten. In het tweede hoofdstuk werden verschillende in vitro en in vivo modellen op punt gesteld om de pathogenese van Salmonella Typhimurium infecties bij varkens te onderzoeken. In het derde hoofdstuk werd de rol van verschillende virulentiegenen van Salmonella in de pathogenese van Salmonella Typhimurium infecties bij het varken onderzocht. In een eerste reeks experimenten werd de rol nagegaan van de genen die gelegen zijn op het Salmonella Pathogeniciteitseiland 1 (SPI-1). Deze genen waren essentieel voor Salmonella Typhimurium om varkensdarmcellen en macrofagen te kunnen binnen dringen. Alle SPI-1 mutanten waren sterk verzwakt in hun vermogen om diarree te veroorzaken. Zowel vroege als late celdood werd gezien in de macrofagen, maar enkel de vroege celdood bleek SPI-1 afhankelijk. Wanneer varkens peroraal geïnfecteerd werden met een combinatie van de Salmonella Typhimurium veldstam enerzijds en een SPI-1 deletiemutant anderzijds, bleek dat de mutant stam sterk verzwakt was in het invaderen en kolonizeren van de darmen, maar niet in het kolonizeren van de tonsillen. In een tweede reeks experimenten werd de rol nagegaan van de genen die gelegen zijn op het Salmonella Pathogeniciteitseiland 2 (SPI-2). Hierbij werd gebruik gemaakt van een mutant in het ssrA gen. Deze mutant was minder goed in staat om in vitro in macrofagen te vermeerderen en om de organen te kolonizeren van varkens die intraveneus geïnfecteerd werden. Bij biggen die oraal geïnoculeerd werden met de ssrA mutant stam verliep de infectie evenwel gelijkaardig in vergelijking met biggen die geïnoculeerd waren met de wild type stam. In een derde reeks experimenten, werd het belang van het fibronectine bindend eiwit ShdA in het ontstaan van een persisterende infectie onderzocht. Alhoewel dit gen bij muizen recent geïdentificeerd is als een belangrijke factor in de intestinale kolonizatie en persistentie in muizen, kon dit in deze experimenten niet worden bevestigd voor Salmonella Typhimurium infecties bij varkens. De resultaten van deze thesis tonen aan dat zowel de gastheermodellen als de Salmonella stammen met zorg gekozen moeten worden om relevant onderzoek te kunnen doen naar de pathogenese van Salmonella infecties. Tevens kan geconcludeerd worden dat SPI-1 afhankelijke invasie cruciaal is voor de kolonizatie van de darmen, maar niet van de tonsillen. De bijdrage van SPI-2 en shdA tot de persistentie van Salmonella Typhimurium in varkens is veel kleiner dan beschreven voor muizen

SLIDER: Mining correlated motifs in protein-protein interaction networks

Abstract—Correlated motif mining (CMM) is the problem to find overrepresented pairs of patterns, called motif pairs, in interacting protein sequences. Algorithmic solutions for CMM thereby provide a computational method for predicting binding sites for protein interaction. In this paper, we adopt a motif-driven approach where the support of candidate motif pairs is evaluated in the network. We experimentally establish the superiority of the Chi-square-based support measure over other support measures. Furthermore, we obtain that CMM is an NP-hard problem for a large class of support measures (including Chi-square) and reformulate the search for correlated motifs as a combinatorial optimization problem. We then present the method SLIDER which uses local search with a neighborhood function based on sliding motifs and employs the Chi-square-based support measure. We show that SLIDER outperforms existing motif-driven CMM methods and scales to large protein-protein interaction networks