Modulation of Enterohaemorrhagic Escherichia coli Survival and Virulence in the human Gastrointestinal Tract

Enterohaemorrhagic Escherichia coli (EHEC) is a major foodborne pathogen responsible for human diseases ranging from diarrhoea to life-threatening complications. Survival of the pathogen and modulation of virulence gene expression along the human gastrointestinal tract (GIT) are key features in bacterial pathogenesis, but remain poorly described, due to a paucity of relevant model systems. This review will provide an overview of the in vitro and in vivo studies investigating the effect of abiotic (e.g., gastric acid, bile, low oxygen concentration or fluid shear) and biotic (e.g., gut microbiota, short chain fatty acids or host hormones) parameters of the human gut on EHEC survival and/or virulence (especially in relation with motility, adhesion and toxin production). Despite their relevance, these studies display important limitations considering the complexity of the human digestive environment. These include the evaluation of only one single digestive parameter at a time, lack of dynamic flux and compartmentalization, and the absence of a complex human gut microbiota. In a last part of the review, we will discuss how dynamic multi-compartmental in vitro models of the human gut represent a novel platform for elucidating spatial and temporal modulation of EHEC survival and virulence along the GIT, and provide new insights into EHEC pathogenesis

Crystal Structures of Cif from Bacterial Pathogens Photorhabdus luminescens and Burkholderia pseudomallei

A pre-requisite for bacterial pathogenesis is the successful interaction of a pathogen with a host. One mechanism used by a broad range of Gram negative bacterial pathogens is to deliver effector proteins directly into host cells through a dedicated type III secretion system where they modulate host cell function. The cycle inhibiting factor (Cif) family of effector proteins, identified in a growing number of pathogens that harbour functional type III secretion systems and have a wide host range, arrest the eukaryotic cell cycle. Here, the crystal structures of Cifs from the insect pathogen/nematode symbiont Photorhabdus luminescens (a γ-proteobacterium) and human pathogen Burkholderia pseudomallei (a β-proteobacterium) are presented. Both of these proteins adopt an overall fold similar to the papain sub-family of cysteine proteases, as originally identified in the structure of a truncated form of Cif from Enteropathogenic E. coli (EPEC), despite sharing only limited sequence identity. The structure of an N-terminal region, referred to here as the ‘tail-domain’ (absent in the EPEC Cif structure), suggests a surface likely to be involved in host-cell substrate recognition. The conformation of the Cys-His-Gln catalytic triad is retained, and the essential cysteine is exposed to solvent and addressable by small molecule reagents. These structures and biochemical work contribute to the rapidly expanding literature on Cifs, and direct further studies to better understand the molecular details of the activity of these proteins

Pathogenic Bacteria Target NEDD8-Conjugated Cullins to Hijack Host-Cell Signaling Pathways

The cycle inhibiting factors (Cif), produced by pathogenic bacteria isolated from vertebrates and invertebrates, belong to a family of molecules called cyclomodulins that interfere with the eukaryotic cell cycle. Cif blocks the cell cycle at both the G1/S and G2/M transitions by inducing the stabilization of cyclin-dependent kinase inhibitors p21waf1 and p27kip1. Using yeast two-hybrid screens, we identified the ubiquitin-like protein NEDD8 as a target of Cif. Cif co-compartmentalized with NEDD8 in the host cell nucleus and induced accumulation of NEDD8-conjugated cullins. This accumulation occurred early after cell infection and correlated with that of p21 and p27. Co-immunoprecipitation revealed that Cif interacted with cullin-RING ubiquitin ligase complexes (CRLs) through binding with the neddylated forms of cullins 1, 2, 3, 4A and 4B subunits of CRL. Using an in vitro ubiquitylation assay, we demonstrate that Cif directly inhibits the neddylated CUL1-associated ubiquitin ligase activity. Consistent with this inhibition and the interaction of Cif with several neddylated cullins, we further observed that Cif modulates the cellular half-lives of various CRL targets, which might contribute to the pathogenic potential of diverse bacteria

Evaluation du potentiel de la télédétection par drone pour l'agriculture: cas du blé

L'objectif de ce stage est d'évaluer les apports de la télédétection à très haute résolution spatiale (THRS) par drone pour l'agriculture de précision, sur un cas d'espèce : la culture du blé. Cette étude consiste à extraire des paramètres biophysiques des couverts de blé par télédétection, à estimer la qualité des données produites et à en conclure sur les bénéfices et limites de cette méthode d'acquisition. Pour cela un essai de blé, un champ contenant des parcelles identiques de petite taille, bien délimitées sur lesquelles la pratique culturale est totalement maîtrisée, a été mis en place par l'Institut National de Recherche Agronomique (INRA). Le responsable de l'essai, Philippe Burger, a mis en oeuvre un protocole de mesure in situ afin de caractériser le développement du blé. Des clichés de l'essai ont été acquis par drone à six dates différentes. Le but de ce stage est de faire le lien entre les mesures in situ et les données extraites par télédétection. Les résultats de ces corrélations seront comparés à ceux obtenus par l'emploi d'autres couples capteur/vecteur afin d'évaluer dans quelle mesure la télédétection par drone est un outil adapté à l'agriculture de précision Les images acquises par drone sont très différentes de celles issues d'autres capteurs et les traitements classiquement appliqués en télédétection sont ici souvent inefficaces. De nouveaux traitements doivent être développés ou d'anciens adaptés pour pouvoir exploiter correctement les clichés. Dans un premier chapitre, le contexte et les objectifs du stage seront exposés. La télédétection du couvert végétal sera présentée dans le chapitre suivant. La zone d'étude et le protocole expérimental seront ensuite décrits. Les vecteurs, capteurs et clichés seront détaillés dans une quatrième partie. Dans le cinquième chapitre, les prétraitements et notamment les méthodes de corrections radiométriques développées durant ce stage seront exposés

Formation de biofilms par Escherichia coli K-12 : rôle des systèmes à deux composants dans la synthèse des curli

Dans les écosystèmes naturels, les bactéries vivent généralement au sein de communautés bactériennes adhérentes aux surfaces appelés biofilms. Afin de lutter efficacement contre la colonisation des surfaces, il est nécessaire d\u27identifier les mécanismes bactériens impliqués dans la formation de biofilms. Ce travail a eu pour objectifs l\u27identification et la hiérarchisation des mécanismes de régulation contrôlant la synthèse d\u27une structure d\u27adhérence, les curli, en fonction de l\u27osmolarité du milieu environnant et de l\u27intégrité membranaire des bactéries. Nous avons découvert que les systèmes à deux composants EnvZ/OmpR, CpxA/CpxR et RcsC/RcsB jouent un rôle clef dans le contrôle transcriptionnel des gènes de curli via des équilibres complexes entre activateurs et répresseurs. L\u27analyse de l\u27expression spatio-temporelle des gènes de curli au sein du biofilm a également permis de démontrer le rôle capital des curli dans les différentes étapes du processus de développement d\u27un biofilm

Formation de biofilms par Escherichia coli K-12 (rôle des systèmes à deux composants dans la synthèse des curli)

Dans les écosystèmes naturels, les bactéries vivent généralement au sein de communautés bactériennes adhérentes aux surfaces appelés biofilms. Afin de lutter efficacement contre la colonisation des surfaces, il est nécessaire d'identifier les mécanismes bactériens impliqués dans la formation de biofilms. Ce travail a eu pour objectifs l'identification et la hiérarchisation des mécanismes de régulation contrôlant la synthèse d'une structure d'adhérence, les curli, en fonction de l'osmolarité du milieu environnant et de l'intégrité membranaire des bactéries. Nous avons découvert que les systèmes à deux composants EnvZ/OmpR, CpxA/CpxR et RcsC/RcsB jouent un rôle clef dans le contrôle transcriptionnel des gènes de curli via des équilibres complexes entre activateurs et répresseurs. L'analyse de l'expression spatio-temporelle des gènes de curli au sein du biofilm a également permis de démontrer le rôle capital des curli dans les différentes étapes du processus de développement d'un biofilm.In natural ecosystems, bacteria have a remarkable tendency to adhere to surfaces within microbial consortia called biofilms. In order to prevent colonization of surfaces, it is necessary to know bacterial mechanisms involved in biofilm formation. The aims of this work were to identify and to classify regulatory mechanisms that control synthesis of curli, a structure of attachment, according to medium osmolarity and integrity of bacterial membrane. We discovered that the two-component systems EnvZ/OmpR, CpxA/CpxR and RcsC/RcsB play a fundamental role in the transcriptional control of curli genes with complexes balances between activators and repressors. Analysis of the expression, both in time and space, of the curli genes in biofilm also shows that curli are essential in each different stage of biofilm development process.VILLEURBANNE-DOC'INSA LYON (692662301) / SudocSudocFranceF

Role of the Nitric Oxide Reductase NorVW in the Survival and Virulence of Enterohaemorrhagic Escherichia coli during Infection

International audienceEnterohaemorrhagic Escherichia coli (EHEC) are bacterial pathogens responsible for life-threatening diseases in humans, such as hemolytic and uremic syndrome. It has been previously demonstrated that the interplay between EHEC and nitric oxide (NO), a mediator of the host immune innate response, is critical for infection outcome, since NO affects both Shiga toxin (Stx) production and adhesion to enterocytes. In this study, we investigated the role of the NO reductase NorVW in the virulence and fitness of two EHEC strains in a murine model of infection. We determined that the deletion ofnorVWin the strain O91:H21 B2F1 has no impact on its virulence, whereas it reduces the ability of the strain O157:H7 620 to persist in the mouse gut and to produce Stx. We also revealed that the fitness defect of strain 620 Delta norVWis strongly attenuated when mice are treated with an NO synthase inhibitor. Altogether, these results demonstrate that the NO reductase NorVW participates in EHEC resistance against NO produced by the host and promotes virulence through the modulation of Stx synthesis. The contribution of NorVW in the EHEC infectious process is, however, strain-dependent and suggests that the EHEC response to nitrosative stress is complex and multifactorial

Le microbiote comme outil thérapeutique dans l’allergie alimentaire

Part of special issue:14ème Congrès Francophone d’Allergologie - 16-19 avril 2019 - Paris, Palais des CongrèsLe microbiote comme outil thérapeutique dans l’allergie alimentair

Probiotiques et allergie: Part of special issue:13ème Congrès Francophone d'Allergologie - 17-20 avril 2018 - Paris, Palais des Congrès

Probiotiques et allergie. Part of special issue:13ème Congrès Francophone d'Allergologie - 17-20 avril 2018 - Paris, Palais des Congrè

PhoB activates Escherichia coli O157:H7 virulence factors in response to inorganic phosphate limitation.

International audienceEnterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC), an emerging food- and water-borne hazard, is highly pathogenic to humans. In the environment, EHEC must survive phosphate (Pi) limitation. The response to such Pi starvation is an induction of the Pho regulon including the Pst system that senses Pi variation. The interplay between the virulence of EHEC, Pho-Pst system and environmental Pi remains unknown. To understand the effects of Pi deprivation on the molecular mechanisms involved in EHEC survival and virulence under Pho regulon control, we undertook transcriptome profiling of the EDL933 wild-type strain grown under high Pi and low Pi conditions and its isogenic ΔphoB mutant grown in low Pi conditions. The differentially expressed genes included 1067 Pi-dependent genes and 603 PhoB-dependent genes. Of these 131 genes were both Pi and PhoB-dependent. Differentially expressed genes that were selected included those involved in Pi homeostasis, cellular metabolism, acid stress, oxidative stress and RpoS-dependent stress responses. Differentially expressed virulence systems included the locus of enterocyte effacement (LEE) encoding the type-3 secretion system (T3SS) and its effectors, as well as BP-933W prophage encoded Shiga toxin 2 genes. Moreover, PhoB directly regulated LEE and stx2 gene expression through binding to specific Pho boxes. However, in Pi-rich medium, constitutive activation of the Pho regulon decreased LEE gene expression and reduced adherence to HeLa cells. Together, these findings reveal that EHEC has evolved a sophisticated response to Pi limitation involving multiple biochemical strategies that contribute to its ability to respond to variations in environmental Pi and to coordinating the virulence response