Développement d’un vaccin vivant small-colony variant contre les infections intramammaires à Staphylococcus aureus et rôle du système senseur-régulateur GraXRS-VraFG dans son atténuation

Staphylococcus aureus est un pathogène majeur d’importance humaine et animale, capable de provoquer à la fois des infections aigues pouvant entraîner une haute morbidité et des infections chroniques particulièrement difficiles à traiter. Parmi les facteurs qui peuvent expliquer l'échec des antibiothérapies et sa tendance à causer ces infections chroniques, beaucoup ont pointé le caractère dynamique de sa pathogénèse, et l’abondance de facteurs de virulence dédiés à affaiblir, désorganiser et éviter la réponse immunitaire. S. aureus se pose ainsi comme un commensal-opportuniste particulièrement adapté à l’environnement de l’hôte. Dans le cas de la mammite bovine, un problème majeur pour l'industrie laitière au Canada, S. aureus est l'agent étiologique responsable de la plupart des infections intramammaires (IIMs) cliniques, mais aussi sous-cliniques, une forme de la maladie plus difficile à percevoir et qui persiste parfois plusieurs mois, générant ainsi des lésions tissulaires conduisant à la diminution de la production et de la qualité du lait. L’échec des traitements antibiotiques conventionnels pour traiter efficacement la maladie a finalement stimulé, lors des dernières décennies, la recherche de nouvelles stratégies pour combattre le problème, notamment par le développement de vaccins pour protéger efficacement la glande mammaire contre ces infections. On sait que le phénotype small-colony variant (SCV) de S. aureus, associé couramment aux infections chroniques et à l’inefficacité de certains antibiotiques chez l’humain, a déjà été isolé lors de cas de mammites bovines, et son profil d’expression de gènes de virulence facilitant la persistance dans l’hôte pourrait refléter de façon assez analogue le profil d’expression des souches de S. aureus responsables des IIMs persistantes. Cette étude prend ainsi pour prétexte les caractéristiques particulières des SCVs de S. aureus dans les infections persistantes pour tirer avantage de ce phénotype en l’utilisant comme souche vivante atténuée pour l’obtention de réponses immunitaires spécifiques, fortes et balancées vers la médiation cellulaire contre S. aureus. Une souche SCV génétiquement stable, obtenue par la délétion du gène hemB et une atténuation supplémentaire dans le gène vraG, avait été obtenue lors de mes précédent travaux de maîtrise, et avait montré une forte atténuation dans des modèles in vitro et in vivo. L’avantage immunogène supérieur de la forme vivante du vaccin SCV atténué sur des formulations vaccinales sous-unitaires et utilisant des bactéries inactivées a pu être examiné et établi dans cette présente étude. En outre, dans l’optique de mieux comprendre les bases moléculaires de sa grande atténuation in vivo, cette étude dresse également une caractérisation phénotypique et transcriptomique de la souche SCV hemBvraG utilisée dans notre vaccin. Notamment, nous avons identifié quelques altérations dans son profil d’expression de gènes associés à la résistance à différents stress et molécules antimicrobiennes de l’hôte. Cette étude aura ainsi permis de mettre en lumière l’importance du système de détection et de résistance aux peptides cationiques GraXRS-VraFG dans l’augmentation de la persistance et de la réponse au stress de l’hôte permise par le phénotype SCV

Développement d'un vaccin vivant atténué pour la protection contre les infections intramammaires à partir d'un small-colony variant (SCV) de Staphylococcus aureus

Staphylococcus aureus est un pathogène opportuniste au potentiel de virulence élevé et particulièrement diversifié. Responsable d'intoxications alimentaires, d'infections localisées suppurées et, dans certains cas extrêmes, d’infections systémiques graves, celui-ci est pleinement capable de causer la mortalité chez des patients immunodéprimés. Pourtant, S. aureus est également la cause de divers types d’infections à fort caractère chronique et de persistance chez l’homme et les animaux, infections qui sont difficiles à traiter par antibiothérapie, et qui le plus souvent échappent au contrôle du système immunitaire. Les mammites à S. aureus sont considérées comme l’une des maladies majeures chez les bovins d’élevage, causant de lourdes pertes économiques pour l’industrie laitière. Elles se caractérisent fréquemment par des formes sous-cliniques et chroniques, rendant leur diagnostic et contrôle difficiles. La vaccination contre les infections intramammaires à S. aureus pourrait permettre de protéger les animaux contre les nouvelles infections, diminuant la propagation contagieuse du pathogène lors de la traite, et permettre ainsi de réduire la prévalence de celui-ci dans les troupeaux. Pourtant, aucune formulation n’a pu montrer de réelle efficacité de protection à ce jour. Puisque le déploiement d’une immunité adaptative strictement basée sur la réponse en anticorps n’est pas adéquat pour protéger contre un pathogène chronique tel que S. aureus, le besoin criant de développer de nouvelles méthodes et formulations de vaccin se penche maintenant sur l’amélioration de la réponse à médiation cellulaire, considérée indispensable pour une meilleure protection. Les vaccins vivants atténués, basés sur leur capacité à imiter une infection naturelle, ont su prouver leur efficacité dans le développement d’immunités spécifiques et fortes contre de nombreux microorganismes, en particulier les pathogènes intracellulaires et chroniques. On a démontré que ces souches atténuées pouvait être utilisées comme vecteurs antigéniques et aider à balancer la réponse vers des fonctions effectrices de l’immunité qui permettent de combattre plus adéquatement ce type d’infections. Cette étude a eu pour objectif principal la construction d’une souche atténuée de S. aureus pour l’utilisation à titre de vaccin vivant contre les infections intramammaires. Cette souche vaccinale atténuée est fondée sur la stabilisation génétique du phénotype small-colony variant, à la fois comme base d’atténuation de la virulence et comme facteur permettant l’internalisation temporaire et non destructive dans les cellules de l’hôte. Cette souche a été caractérisée et évaluée dans un modèle d’infection de cellules en culture et dans un modèle in vivo de mammite chez la souris, qui ont tous deux pu confirmer sa robuste atténuation et établir un première preuve de son innocuité comme vaccin

Identification de nouveaux complexes protéiques impliqués dans la régulation transcriptionnelle par le récepteur des oestrogènes alpha dans le cancer du sein

Le cancer du sein est une maladie complexe résultant de la prolifération non contrôlée des cellules mammaires. Plus de 70% des tumeurs mammaires expriment les récepteurs des oestrogènes (ER) et peuvent bénéficier d’hormonothérapies ciblées. Parmi les thérapies hormonales, on y retrouve des anti-oestrogènes tel que le Fulvestrant. Les mécanismes d’action de ERα ne sont pas encore tous connus, d’où l’importance d’étudier son interactome. Un TurboID a été effectué dans la lignée cellulaire ERα+ ZR75.1. Ceci a permis d’identifier de potentiels interacteurs de ERα en réponse à différents traitements (E2 vs Fulvestrant) : GATAD2B, une sous-unité du complexe répresseur NuRD, et AIP, un interacteur connu du récepteur d’aryl hydrocarbone (AHR). Ces deux complexes sont connus comme pouvant être impliqué dans la signalisation par ERα. Nous avons donc émis comme hypothèse que GATAD2B et AIP étaient des cofacteurs de ERα et pouvaient avoir un impact sur l’activité transcriptionnelle de ERα. Nos objectifs étaient de mieux comprendre la relation entre ces protéines et ERα. Nous avons d’abord validé la colocalisation et la proximité de ces protéines avec ERα dans les cellules ER+ ZR-75-1. Nous avons ensuite observé l’interaction de ERα avec GATAD2B et AIP. De plus, des analyses par ChIP-qPCR ont permis d’observer le recrutement de ces protéines aux EREs du promoteur de GREB1 et que ce recrutement pouvait être modulé par les ligands de ERα. Finalement, nous avons pu observer par RNAseq que l’inhibition de GATAD2B entraînait une surexpression de groupes de gènes impliquées dans la réponse oestrogénique ERα-dépendante. Ainsi, nos travaux suggèrent que GATAD2B et AIP sont des interacteurs de ERα dans les cellules ER+ ZR-75-1. De plus, les résultats préliminaires semblent indiquer que GATAD2B pourrait jouer un rôle dans la répression de l’activité transcriptionnelle de ERα en présence de Fulvestrant.Breast cancer is a complex and heterogenous disease resulting form the uncontrolled proliferation of breast cells. More than 70% of breast tumors express ERα and can benefit from targeted hormonotherapies. Among hormonal therapies, there are antiestrogens such as Fulvestrant. The mechanism of action of ERα signaling are still not all known and therefore, more studies need to be done to better understand Erα signaling pathways. With the aim to identify potential novel Erα interactors, a TurboID screening was done in ER+ cells, ZR-75-1. This screening led to the identification of GATAD2B, a sub-unit of the NuRD repressive complex, and AIP, a known interactor of AhR. Cross-signaling pathways between these two complexes and ERα are known. We hypothesized that GATAD2B and AIP were ERα cofactors could impact ERα transcriptional activity. Therefore, we aimed to better understand the relationship between these proteins and ERα. We first validated the colocalization and proximity of these proteins with ERα in ER+ ZR-75-1 cells. We then observed the interaction of ERα with GATAD2B and AIP. In addition, ChIP-seq experiments led to the observation of the recruitment of these proteins to the EREs of GREB1 promoter and that this recruitment could be modulated by ERα ligands. Finally, we were able to observe by RNAseq that the inhibition of GATAD2B leads to an overexpression of groups of genes involved in the ERα-dependent estrogen response. To conclude, our work suggests that GATAD2B and AIP are ERα interactors in ER+ ZR-75-1 cells. Additionally, preliminary results suggest that GATAD2B may play a role in suppressing ERα transcriptional activity in the presence of Fulvestrant

Le FORUM, Vol. 35 No. 3

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