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CONTEXTELe syndrome de susceptibilité Mendélienne aux infections mycobactériennes (SSMIM) est un groupe de maladies génétiques entraînant une susceptibilité accrue aux infections à des mycobactéries peu virulentes comme le bacille vaccinal de Calmette et Guérin (BCG). Parmi les 19 formes génétiques de SSMIM, les mutations mono-alléliques pertes de fonction de STAT1 confèrent une déficience partielle (AD) de réponse cellulaire à l’IFN-γ. Ce déficit immunitaire rare reste mal caractérisé avec seulement 26 individus rapportées depuis 2001.OBJECTIFDécrire sur le plan génétique, clinique, et immunologique les individus avec une déficience partielle dominante (PD) en STAT1.MÉTHODEÉtude rétrospective internationale incluant l’ensemble cas de déficience AD en STAT1 publiés et nouvellement diagnostiqués dans le laboratoire de Génétique Humaine des Maladies infectieuses (GHMI) ayant un variant délétère mono-allélique dans STAT1. Le recueil des données génétiques, cliniques et immunologiques s’effectue à l’aide d’un questionnaire.RÉSULTATSSoixante-quatre individus issus de 28 familles et 13 pays, avec 24 différents variants délétères (12 non rapportées) ont été inclus. Cinquante-huit épisodes d’infections mycobactériennes (IM) ont été identifiés chez 42 patients (M. bovis-BCG, 77,5 %, M. avium, 10,3 %, M. tuberculosis (12,0 %). L’âge médian au premier épisode était 4,2 ans (intervalle 0,1-18). Parmi les 41 individus vaccinés par le BCG, 29 ont développé une infection disséminée (n = 23), régionale (n = 4) ou localisée à la peau (n = 2). La prévalence des localisations des IM osseuses (n = 24) et cutanées (n = 18) était particulièrement élevée. Le bilan immunologique de première intention était normal. La pénétrance des IM est estimée à 45 % à 55 ans avec 22 individus asymptomatiques. La survie est excellente (97 %) avec 11 rechutes (temps médian (± SD) après le premier épisode de 6 ± 3,6 ans) et huit récurrences (18 ± 20 ans).CONCLUSIONLa déficience AD en STAT1 est une maladie cliniquement hétérogène, allant des formes asymptomatiques aux formes sévère et disséminées d’IM à M. bovis-BCG et M. avium. Un dépistage de cette maladie devrait être réalisé devant une IM aux localisations osseuses et/ou cutanées. Il n’existe pas un marqueur biologique pour le dépistage et le bilan immunologique de routine est normal. Un diagnostic précoce est nécessaire pour fournir un conseil génétique (y compris intrafamilial) et au traitement préventif ou curatif adapté. Le vaccin BCG est contre-indiqué dans cette maladie.

Johne’s disease is a category 2 health risk (as indicated in French legislation) and is still very widespread among ruminants. It is a difficult disease to eradicate because of its specificity and control policies. Most analyses carried out today are ELISA tests, the result of which depends on the stage of the infection. It may become possible to detect sub-clinical cases with the development of novel tests. Promising leads include bacteriophage tests, interferon tests, transcriptomic analysis or Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis protein microarray tests., La paratuberculose, danger sanitaire de seconde catégorie, est une maladie encore très répandue chez les ruminants. Pour l’éradiquer, la difficulté tientà la fois à sa spécificité et aux politiques de contrôle. La plupart des analyses sont aujourd’hui réalisées par la méthode immuno-enzymatique Elisa, dont le résultat dépend du stade de l’infection. La détection de cas infracliniques pourrait devenir possible avec l’arrivée de nouveaux tests. Parmi les pistesprometteuses, citons les tests à bactériophages, à l’interféron, l’analyse transcriptomique ou encore les puces à protéines de Mycobacterium avium ssp.paratuberculosis.

The mycobacterial envelope is distinguished from the Gram-negative and Gram-positive bacterial cell envelopes by its complex, hydrophobic structure. It contains an outer membrane called the mycomembrane, which is composed of long chain fatty acids, mycolic acids and numerous complex lipids non-covalently linked to the rest of the envelope. Most of these molecules play an important role in the maintenance of the envelope's structure, biofilm formation or virulence in pathogenic species. Mycomembrane lipids are synthesised within the cytoplasm. Their biosynthetic pathways are well characterised, however, the mechanisms of their transport to the surface of the envelope, and the dynamics of their export during the various phases of the mycobacterial cell cycle, are poorly understood. Mycobacteria have an atypical polar mode of elongation, where the old pole inherited from the mother cell during the last division event elongates faster. A few studies have suggested that the export of peptidoglycan and mycolic acids in the envelope is coupled at the old pole, however more information is required, and it is unknown if this also applies to the other lipids of the mycomembrane. Studying these mechanisms is a key step towards understanding the physiology of mycobacteria. The goal of my thesis was to study the mechanisms of mycomembrane lipid export using a non-essential lipid family, the trehalose polyphleates (TPP) in Mycolicibacterium smegmatis, as a model. Through a combination of genetic, biochemical and proteomic approaches, we showed that the final step of TPP synthesis, which is catalysed by an acyltransferase named PE, takes place within the cell wall of M. smegmatis after cleavage and export of PE. This work allows us to propose a more detailed model for TPP biosynthetic pathway and clarify the molecular mechanisms involved in their export. In the second part of my thesis, we used fluorescence microscopy to study the dynamics of TPP export in the envelope by following the transporter dedicated to TPP translocation through the plasma membrane (MmpL10) over the course of the M. smegmatis cell cycle. Our data show that the transporter dynamically localises to the new pole of the bacteria, contrasting with the localisation of the mycolic acid transporter (MmpL3), which is predominantly found at the old pole. These results highlight differences in the export dynamics of mycolic acids and TPP during the growth of mycobacteria.; L'enveloppe des mycobactéries se distingue des enveloppes des bactéries Gram-négatives et Gram-positives par sa structure complexe particulièrement hydrophobe. Elle contient notamment une membrane externe appelée mycomembrane, composée d'acides gras à longues chaînes, les acides mycoliques et de lipides complexes non covalemment liés au reste de l'enveloppe. La plupart de ces molécules jouent un rôle très important dans la structuration de l'enveloppe, la formation des biofilms ou la virulence des souches pathogènes. Les lipides de la mycomembrane sont synthétisés dans le cytoplasme. Leurs voies de biosynthèse sont largement caractérisées, contrairement aux mécanismes impliqués dans leur transport vers la surface de l'enveloppe ainsi que leur dynamique d'export au cours du cycle cellulaire. Les mycobactéries ont un mode d'élongation polaire atypique où l'ancien pôle, hérité de la cellule mère lors de la division précédente, s'allonge plus rapidement que le nouveau pôle. Quelques données suggèrent l'existence d'un couplage entre la mise en place du peptidoglycane et des acides mycoliques aux pôles des mycobactéries, mais elles restent limitées et il n'existe aucune information sur la mise en place des autres lipides. L'étude de ces mécanismes est importante pour une meilleure compréhension de la physiologie des mycobactéries. L'objectif de cette thèse était d'étudier les mécanismes d'export des lipides de la mycomembrane, en utilisant comme modèle d'étude une famille de lipides non essentiels, les polyphléates de tréhalose (TPP), chez Mycolicibacterium smegmatis. En utilisant une combinaison d'approches génétique, biochimique et protéomique, nous avons établi que l'étape finale de synthèse des TPP, catalysée par l'acyltransférase PE, a lieu dans la paroi de M. smegmatis, après clivage et export de PE. Ces travaux ont permis de proposer un modèle plus détaillé de la voie de biosynthèse des TPP et de préciser les mécanismes moléculaires impliqués dans l'export de ces composés. Dans une seconde partie, nous avons étudié la dynamique d'export des TPP dans l'enveloppe de M. smegmatis au cours du cycle cellulaire, en suivant la localisation du transporteur dédié au transport de ces molécules à travers la membrane plasmique (MmpL10), par microscopie de fluorescence. Les données recueillies montrent une localisation dynamique avec une accumulation préférentielle du transporteur au nouveau pôle de la bactérie. Cette localisation diffère de celle du transporteur des acides mycoliques (MmpL3), qui est principalement retrouvé à l'ancien pôle de M. smegmatis. Ces données soulignent des différences dans la dynamique de mise en place des acides mycoliques et des TPP au cours de la croissance des mycobactéries.

Mycobacterium abscessus is an environmental non-tuberculous mycobacteria causing severe lung infections in cystic fibrosis patients. Its intrinsic resistance to antibiotics renders treatments extremely challenging. This pathogen has developed a wide panel of strategies to resist to antibiotics, including efflux pumps and target-modifying enzymes. Standard antibiotherapy combines an aminoglycoside (amikacin (AMK)), -lactams (imipenem (IPM)) and macrolides (clarithromycin (CLR) or azithromycin (AZM)). My thesis was focusing on the regulation of antibiotic resistance mechanisms involving efflux pumps from the MmpL family as well as an enzyme modifying the macrolide target. Selection of resistant mutants against thiacetazone derivatives (TACd) and clofazimine (CFZ) unraveled mutations in the TetR regulators MAB_4384 and MAB_2299c, respectively. The CFZ-mutants, also co-resistant to bedaquiline (BDQ), overexpress two distinct MmpS/MmpL, MAB_135c/1134c and MAB_2300/2301 while the TACd mutants overproduce the MAB_4383c/4382c efflux pump. Biochemical, genetic and structural approaches confirmed their involvement in drug resistance mechanisms. MAB_2299c could therefore represent a potential resistance marker to monitor in strains isolated from patients under CFZ/BDQ therapy. The methyltransferase Erm(41) modifies the adenosine 2058 of the ribosomal 23S rRNA, protecting the ribosome from the macrolides. WhiB7 may represent a major actor in inducible resistance, observed in 40% of clinical cases, often leading to treatment failure. We confirmed the role of WhiB7 in this process and showed that inducible resistance occurred also in vivo in the zebrafish model. Our data suggest that AZM is a stronger and faster resistance inducer than CLR in vitro and that both drugs show antagonism with AMK, thus reducing drugs’ efficacy. This work enriched our knowledge regarding both MmpL-mediated and macrolides inducible resistance mechanism against M. abscessus. It also provides new efficient tools to investigate the function of proteins through a novel unmarked gene deletion approach and to rapidly assay new antibiotics to counteract inducible macrolide resistance.; Mycobacterium abscessus est une bactérie environnementale non-tuberculeuse causant des infections pulmonaires sévères chez les patients atteints de mucoviscidose. Sa résistance intrinsèque aux antibiotiques rend les infections à M. abscessus extrêmement difficiles à traiter. Ses mécanismes de résistance sont variés et incluent des pompes à efflux expulsant les antibiotiques ainsi que des enzymes modifiant leurs cibles. La trithérapie standarde contre M. abscessus implique un aminoglycoside (amikacine (AMK)), une -lactamine (imipénème (IPM)) et un macrolide (clarithromycine (CLR) ou azithromycine (AZM). Ma thèse a porté sur la régulation de nouveaux mécanismes d’antibiorésistance via des pompes à efflux de la famille MmpL ainsi que sur une enzyme modifiant la cible des macrolides. La sélection de mutants résistants aux dérivés du thiacétazone (TACd) et à la clofazimine (CFZ) a permis d’identifier des mutations dans les régulateurs TetR MAB_4384 et MAB_2299c, respectivement. Les mutants CFZ, également co-résistants à la bédaquiline (BDQ), surexpriment deux MmpS/MmpL distincts, MAB_1135c/1134c et MAB_2300/2301 tandis que les mutants TACd surproduisent le système MmpS/MmpL MAB_4383c/4382c. Des approches biochimiques, génétiques et structurales ont confirmé le rôle de ces protéines dans la résistance à ces composés et ont permis de disséquer le mode de régulation. Ainsi, MAB_2299c représenterait un marqueur de résistance à exploiter chez des patients traités par CFZ ou BDQ. La méthyltransférase Erm(41) modifie l’adénosine 2058 de l’ARNr 23S du ribosome, bloquant l’action des macrolides. WhiB7 serait l’activateur de cette résistance inductible observée chez 40% des isolats cliniques, conduisant souvent à l’échec thérapeutique. Nous avons confirmé le rôle de WhiB7 dans ce mécanisme et montré que la résistance inductible opérait in vivo chez le modèle zebrafish. Nos résultats indiquent que l’AZM induit une résistance plus rapide et forte que la CLR in vitro et qu’elles exercent un effet antagoniste sur l’AMK, réduisant l’efficacité du traitement. Ces travaux décrivent l’export d’antibiotique via des MmpL et la résistance adaptative aux macrolides chez M. abscessus. Enfin, ils apportent des nouveaux outils génétiques performants pour étudier la fonction de protéines d’intérêt via une nouvelle technique de délétion génique et pour tester rapidement de nouveaux antibiotiques contournant la résistance induite aux macrolides.

International audience; We report a post-facelift infection due to Mycobacterium chelonae. An environmental strain recovered from the water supply network of the surgical clinic and the clinical strains were considered non-differentiable using whole genome sequencing. After the unhealed wound's exposure to M. chelonae while showering early at the clinic after surgery, a lasting exposure of the colonized wound to the warm and moist working conditions of a bakery may have been favorable to the infection's development.

Adresse actuelle Decout Alexiane : GLYcoDiag, Res Dept, F-45067 Orléans 2, France; The advances in subunit vaccines development have intensified the search for potent adjuvants, particularly adjuvants inducing cell-mediated immune responses. Identification of the C-type lectin Mincle as one of the receptors underlying the remarkable immunogenicity of the mycobacterial cell wall, via recognition of trehalose-6,6'-dimycolate (TDM), has opened avenues for the rational design of such molecules. Using a combination of chemical synthesis, biological evaluation, molecular dynamics simulations, and protein mutagenesis, we gained insight into the molecular bases of glycolipid recognition by Mincle. Unexpectedly, the fine structure of the fatty acids was found to play a key role in the binding of a glycolipid to the carbohydrate recognition domain of the lectin. Glucose and mannose esterified at O-6 by a synthetic alpha-ramified 32-carbon fatty acid showed agonist activity similar to that of TDM, despite their much simpler structure. Moreover, they were seen to stimulate proinflammatory cytokine production in primary human and murine cells in a Mincle-dependent fashion. Finally, they were found to induce strong Th1 and Th17 immune responses in vivo in immunization experiments in mice and conferred protection in a murine model of Mycobacterium tuberculosis infection. Here we describe the rational development of new molecules with powerful adjuvant properties.

Resume Introduction Le tourisme chirurgical est un phenomene en augmentation, engendrant une recrudescence de demande de prise en charge de ses complications. Le but de cette etude est d’evaluer sur le plan epidemiologique et economique les complications qui surviennent apres une chirurgie esthetique mammaire a l’etranger. Materiel et methodes Le dossier des patients qui ont ete pris en charge dans notre service pour une complication apres une chirurgie esthetique mammaire en dehors de la Suisse ont ete revus. Nous avons evalue les types de complications qui ont necessite une hospitalisation et estime le cout reel engendre pour leur pris en charge. Resultats Sur une periode de 2 ans, nous avons traite 26 patientes pour 39 complications. La complication principale etait en lien avec une infection (71 % des cas) dont 47 % avec un germe multiresistant. Les mycobacteries atypiques etaient particulierement presentes. Parmi les 16 patientes portant une prothese mammaire, celles-ci ont du etre enlevees dans 7 cas. Le cout reel effectif engendre pour la prise en charge hospitaliere de ces cas etait 14 724 Francs Suisses (∼ 12 963 euros) en moyenne par patiente. Conclusion Le taux particulierement eleve d’infections a germes multiresistants et a mycobacteries atypiques pose un probleme important de sante publique. Il est donc necessaire de mieux informer les patients sur les risques encourus pour mieux encadrer la demarche du tourisme chirurgical. Le danger de rapatriement de germes multiresistants ou atypiques n’est pas a negliger, et les medecins doivent en etre informes pour prendre les mesures necessaires de traitement et de diagnostic.

Phenolic glycolipids (PGLs) are cell wall components of a subset of pathogenic mycobacteria, with immunomodulatory properties. Here we show that in addition, PGLs exert anti-bactericidal activity by limiting the production of nitric oxide synthase (iNOS) in mycobacteria-infected macrophages. PGL-mediated downregulation of iNOS was complement receptor (CR)3-dependent, and comparably induced by bacterially-displayed and purified PGLs. Using Mycobacterium leprae PGL-1 as a model, we found that PGLs dampen the Toll-like receptor (TLR)4 signaling pathway, with macrophage exposure to PGLs leading to significant reduction in TIR-domain-containing adapter-inducing interferon-beta (TRIF) protein level. PGL-driven decrease in TRIF operated post-transcriptionally and independently of Src-family tyrosine kinases, lysosomal and proteasomal degradation. It resulted in the defective production of TRIF-dependent IFN-beta and CXCL10 in TLR4-stimulated macrophages, in addition to iNOS. Our results unravel a mechanism by which PGLs hijack both the bactericidal and inflammatory responses of host macrophages. Moreover, they identify TRIF as a critical node in the crosstalk between CR3 and TLR4.

National audience; L’étude" ELFE" est, en France, la première consacrée au suivi des enfants, de leur naissance (2011) à leur majorité. Un des axes de ce projet, est l’analyse biologique de la chambre de l’enfant dès sa naissance. En 2011, les familles ont placé des capteurs électrostatiques pendant 10 semaines dans les chambres des bébés. Six moisissures, trois familles de bactéries et un acarien, responsables de maladies allergiques, infectieuses ou toxiques, ont été quantifiés.

National audience

Nanoenabled drug delivery systems against tuberculosis (TB) are thought to control pathogen replication by targeting antibiotics to infected tissues and phagocytes. However, whether nanoparticle (NP)-based carriers directly interact with Mycobacterium tuberculosis and how such drug delivery systems induce intracellular bacterial killing by macrophages is not defined. In the present study, we demonstrated that a highly hydrophobic citral-derived isoniazid analogue, termed JVA, significantly increases nanoencapsulation and inhibits M. tuberculosis growth by enhancing intracellular drug bioavailability. Importantly, confocal and atomic force microscopy analyses revealed that JVA-NPs associate with both intracellular M. tuberculosis and cell-free bacteria, indicating that NPs directly interact with the bacterium. Taken together, these data reveal a nanotechnology-based strategy that promotes antibiotic targeting into replicating extra- and intracellular mycobacteria, which could actively enhance chemotherapy during active TB.

Buruli ulcer (BU), caused by Mycobacterium ulcerans, is the third most frequent mycobacteriosis worldwide. It has been rapidly emerging in sub-Saharan African countries since 1980. Until now, knowledge of BU epidemiology relied on series of non laboratory-confirmed clinical cases. From 2005-2011, we recruited the current largest cohort of laboratory-confirmed cases (more than 1,200 patients) at the Pobe CDTUB, Benin, to describe the clinical epidemiology of the disease and to explore the genetic architecture of human susceptibility to BU. Typically, patients with BU were children (median age at diagnosis 12 years) presenting with a unique (96%) large (≥15 cm, 36%) ulcerative (66%) lesion of the lower limb (60%). Atypical clinical presentation of BU included osteomyelitis with no identifiable present or past BU skin lesions. The sex ratio of BU widely varied with age, with male patients accounting for 57% of patients aged 15 years and younger, but only 33% of those older than 15 years. Clinical presentation of BU was significantly dependent on age and sex. 9% male patients had BU osteomyelitis, whereas only 4% of female patients did. 1 year after treatment, 22% of patients with follow-up information presented with permanent functional sequelae. Presentation with oedema, osteomyelitis, or large (≥15 cm in diameter), or multifocal lesions was significantly associated with occurrence of permanent functional sequelae (OR 7•64, 95% CI 5•29–11•31) and operationally defines severe BU. When coinfected with HIV, patients had a significantly higher risk to develop severe BU (OR 2.77, IC95% [1.32-6.33]). We explored the genetic architecture of susceptibility to BU in both mendelian and complex genetic frameworks. The most severe case of the disease to have been treated at the Pobe CDTUB belonged to a consanguineous family in which the segregation of the phenotype was indicative of a recessive mendelian genetic defect. Genetic linkage analysis by homozygosity mapping suggested the implication of the beta-defensin locus on chromosome 8 in BU pathogenesis and lead to the identification of a homozygous deletion, which co-segregated perfectly with the disease in the family. In a complex genetics approach, we undertook a genome-wide association study, which involved the genotyping of more than 2 million SNPs (Illumina Omni2.5) in a cohort of 400 cases and 400 exposed controls. We identified many signals of interest. The replication study is ongoing. Understanding BU physiopathology is crucial to the development of efficient vaccines and drugs. Dissection of the genetic control of the infection by M. ulcerans by its human host therefore constitutes an indispensable step.; L'ulcère de Buruli (UB), infection à Mycobacterium ulcerans, troisième mycobactériose mondiale, connait une émergence rapide depuis 1980, essentiellement dans les pays d'Afrique subsaharienne. Jusqu’ici, les connaissances épidémiologiques sur l’UB étaient fondées sur des séries de cas cliniques non confirmés par laboratoire. Nous avons constitué la plus grande cohorte de cas confirmés à ce jour rassemblant plus de 1200 patients traités au CDTUB de Pobè au Bénin entre 2005 et 2011, afin de décrire l'épidémiologie clinique de la maladie et d'explorer l’architecture génétique de la susceptibilité à cette maladie. Les patients atteints d’UB sont des enfants (âge médian au diagnostic de 12 ans), présentant une lésion unique (96%), large (plus de 15 cm, 36%), ulcérative (66%) du membre inférieur (60%). Nous rapportons une présentation clinique atypique de l’UB, dans laquelle les patients présentent exclusivement une ostéomyélite à M. ulcerans. Le sex-ratio varie avec l’âge : les garçons sont majoritaires parmi les enfants (57% de patients masculins chez les moins de 15 ans), et les femmes parmi les adultes (33% de patients masculins). La présentation clinique dépend de l’âge et du sexe. 9% des patients masculins ont présenté une ostéomyélite contre 4% des patients féminins. Un an après la fin du traitement, 22% des patients présentent des séquelles fonctionnelles fixées. Une présentation clinique comportant une lésion oedémateuse, osseuse, de grande taille ou plusieurs lésions est significativement associée avec le développement de séquelles fonctionnelles (OR 7.64, IC95% [5.29-11.31]). Les patients coinfectés par le VIH ont un risque significativement plus élevé de développer un UB sévère (OR 2.77, IC95% [1.32-6.33]). Nous avons exploré l’architecture génétique de la susceptibilité à l’UB dans une perspective mendélienne et une perspective complexe. Le cas le plus sévère de la maladie observé dans ce centre appartient à une famille consanguine dans laquelle la ségrégation du phénotype suggère un défaut génétique mendélien récessif. Une analyse de liaison génétique par cartographie d'homozygotie suggère l’implication du locus des béta-défensines sur le chromosome 8 dans la pathogénèse de l'UB, et mène à l’identification d’une délétion homozygote ségrégeant parfaitement avec la maladie. Dans une perspective complexe, une étude d’association pangénomique a été réalisée après génotypage d’une cohorte de 400 cas et 400 témoins exposés sur plus de 2 millions de SNPs par la puce Illumina Omni2.5 et a permis l’identification de nombreux signaux d’intérêt. L’étude de réplication est en cours. La compréhension de la physiopathologie de l'infection à M. ulcerans est cruciale pour générer de nouvelles pistes thérapeutiques et vaccinales. La dissection du contrôle génétique de l'infection par l'hôte est en ce sens indispensable.

Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis comprises two genotypically defined groups, known as the cattle (C) and sheep (S) groups. Recent studies have reported phenotypic differences between M. avium subsp. paratuberculosis groups C and S, including growth rates, infectivity for macrophages, and iron metabolism. In this study, we investigated the genotypes and biological properties of the virulence factor heparin-binding hemagglutinin adhesin (HBHA) for both groups. In Mycobacterium tuberculosis , HBHA is a major adhesin involved in mycobacterium-host interactions and extrapulmonary dissemination of infection. To investigate HBHA in M. avium subsp. paratuberculosis , we studied hbhA polymorphisms by fragment analysis using the GeneMapper technology across a large collection of isolates genotyped by mycobacterial interspersed repetitive-unit–variable-number tandem-repeat (MIRU-VNTR) and IS 900 restriction fragment length polymorphism (RFLP-IS 900 ) analyses. Furthermore, we analyzed the structure-function relationships of recombinant HBHA proteins of types C and S by heparin-Sepharose chromatography and surface plasmon resonance (SPR) analyses. In silico analysis revealed two forms of HBHA, corresponding to the prototype genomes for the C and S types of M. avium subsp. paratuberculosis . This observation was confirmed using GeneMapper on 85 M. avium subsp. paratuberculosis strains, including 67 strains of type C and 18 strains of type S. We found that HBHAs from all type C strains contain a short C-terminal domain, while those of type S present a long C-terminal domain, similar to that produced by Mycobacterium avium subsp. avium . The purification of recombinant HBHA from M. avium subsp. paratuberculosis of both types by heparin-Sepharose chromatography highlighted a correlation between their affinities for heparin and the lengths of their C-terminal domains, which was confirmed by SPR analysis. Thus, types C and S of M. avium subsp. paratuberculosis may be distinguished by the types of HBHA they produce, which differ in size and adherence properties, thereby providing new evidence that strengthens the genotypic differences between the C and S types of M. avium subsp. paratuberculosis .

Johne’s disease or paratuberculosis, caused by Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (Map), is a major worldwide health problem of domestic and wild animals. All control programmes developed until now against this large epizootie have failed due to the lack of sensitive and specific diagnostic assays and to the lack of an efficient vaccine [1]. The research of new cell wall antigens represent an original alternative to protein antigens typically used in commercial sero-diagnostic tests. Many non-tuberculous mycobacteria such as Mycobacterium avium subsp. avium (Mav) synthesize abundant glycopeptidolipids (GPLs). These surfacelocated GPLs are involved in pathogenicity by interfering with the host immune system. In Mav, GPLs consist of a lipopeptide core composed of a tetrapeptide O-linked to mono- and oligo-saccharides. The biosynthesis pathway of the simplest GPLs is now relatively well understood and involves probably more than fifteen genes [2]. Biochemical analysis of a large set of characterized Map isolates showed that all Map strains tested produce a lipopentapeptide (L5P) instead of GPLs. To provide a genomic basis for the synthesis of this compound, the published genome sequence of Map was explored using in silico methods. Even though Map produces a lipopeptide rather than GPL, its genome contains nevertheless a locus highly similar to the GPL biosynthetic pathway of Mav. We showed that the module composition of the non-ribosomal protein synthase (Nrp) of Map, the enzyme involved in the synthesis of the peptidyl moiety, is dramatically different from that of other GPL producers such as M. smegmatis (Ms) and Mav and is in agreement with the amino acid content of the L5P. To circumvent the problems of challenging native purification, L5P was chemically synthesized which allows the large-scale production of pure L5P [3]. We further showed that L5P is the target for a highly specific humoral response involving IgM, IgG1 and IgG2 antibodies in Map-infected animals, and that the major epitopes of the L5P are localized in the peptidyl moiety of the molecule. We also showed L5P is the target for a specific humoral response in a subset of human patients with Crohn disease (CD). The L5P, a molecular signature of Map, will open the way to an innovative ELISA diagnosis based on a novel synthetic antigen to unambiguously distinguish Map from Mav, M. bovis or other environmental mycobacteria in sera from livestock or from CD patients [4]. T cell assay and direct detection using specific monoclonal antibodies available should complete diagnosis of Map from blood, milk, and lesions.

National audience; La caractéristique des infection pulmonaires par Mycobacterium tuberculosis (Mtb) est le granulome où plusieurs types de cellules coopèrent pour limiter la multiplication des bacilles. Les granulomes sont également des sites inflammatoires qui doivent être contrôlés pour éviter d'endommager les tissus. Parmi les cellules présentes dans les granulomes, les neutrophiles peuvent jouer des rôles bénéfiques ou nuisibles [1]. Récemment, un nouveau concept de neutrophiles suppressifs producteurs d'IL-10 a émergé, ce qui peut contribuer à la pathogenèse des mycobactéries [2]. La cytokine inflammatoire IL-17A joue un rôle clé dans le recrutement des neutrophiles dans les infections bactériennes et fongiques. En outre, dans le modèle de la souris, l'IL-17A est impliqué dans la formation de granulomes matures après des infections par Mtb et M. bovis, Bacille de Calmette-Guérin (BCG) [3,4]. IL-17RA est le récepteur commun pour quatre membres de la famille des cytokines IL-17, y compris la mieux caractériser l'IL-17A. Nous avons décidé de décrypter son rôle dans le recrutement des neutrophiles dans les poumons et le contrôle du granulome en réponse à mycobactéries. En cytométrie en flux, nous avons observé des neutrophiles (CD11b+, Ly-6C+, Ly-6G+) recrutés dans les poumons après instillation de BCG par voie intranasale. Le recrutement des neutrophiles est survenue en deux pics, un premier innées, jours 1 à 3 et un second adaptatif, en corrélation avec le recrutement de cellules T CD4 αβ au niveau du poumon autour du jour 23. Les deux, IFN-γ et IL-17A ont été observés à ce point. Fait intéressant, les souris IL-17RA -/- ont un recrutement de neutrophiles à peine détectable dans la phase adaptative, tandis que les neutrophiles innées sont présents. In vitro les cellules pulmonaires totales stimulées par le BCG produisaient de l'IL-10. Toutefois, la production d'IL-10 est diminué dans les souris IL-17RA -/- pendant la phase d'adaptative. Ceci en corrélation avec une augmentation de la production de l'IL-17A. Nous allons caractériser les chimiokines impliquées dans le recrutement des neutrophiles au cours des deux phases de la réponse immunitaire. Nous allons également de comparer la formation de granulomes dans les souris IL-17RA -/- par rapport à des souris de type sauvage. En conclusion, lors de l'infection par le BCG, les neutrophiles sont recrutés dans le poumon à deux temps distincts de la réponse immunitaire. L'IL-17RA est un régulateur majeur du recrutement des neutrophiles dans la phase d'adaptative, ce qui suggère que différents signaux ou des neutrophiles différents sont présents pendant les deux phases. Nous nous demandons si l'IL-10 produit par les neutrophiles suppressifs recrutés lors de la maturation du granulome pourra freiner la réponse de l'hôte et le contrôle des bactéries

During chronic infection with Mycobacterium tuberculosis (Mtb), bacilli multiplication is constrained within lung granulomas until excessive inflammation destroys the lung. Neutrophils are recruited early and participate in granuloma formation, but excessive neutrophilia exacerbates the tuberculosis disease. Neutrophils thus appear as potential targets for therapeutic interventions, especially in patients for whom no antibiotic treatment is possible. Signals that regulate neutrophil recruitment to the lung during mycobacterial infection need to be better understood. We demonstrated here, in the mouse model, that neutrophils were recruited to the lung in two waves after intranasal infection with virulent Mtb or the live attenuated vaccine strain Bacillus Calmette Guérin (BCG). A first wave of neutrophils was swiftly recruited, followed by a subsequent adaptive wave that reached the lung together with IFN-γ- and IL-17A-producing T cells. Interestingly, the second neutrophil wave did not participate to mycobacteria control in the lung and established contacts with T cells. The adaptive wave was critically dependent on the expression of IL-17RA, the receptor for IL-17A, expressed in non-hematopoietic cells. In absence of this receptor, curtailed CXCL-1 and 5 production in the lung restrained neutrophil recruitment. CXCL-1 and 5 instillation reconstituted lung neutrophil recruitment in BCG-infected IL17RA-/- mice.

International audience; When grown in the presence of exogenous collagen I, Mycobacterium bovis BCG was shown to form clumps. Scanning electron microscopy examination of these clumps revealed the presence of collagen fibres cross-linking the bacilli. Since collagen is a major constituent of the eukaryotic extracellular matrices, we assayed BCG cytoadherence in the presence of exogenous collagen I. Collagen increased the interaction of the bacilli with A549 type II pneumocytes or U937 macrophages, suggesting that BCG is able to recruit collagen to facilitate its attachment to host cells. Using an affinity chromatography approach, we have isolated a BCG collagen-binding protein corresponding to the previously described mycobacterial laminin-binding histone-like protein (LBP/Hlp), a highly conserved protein associated with the mycobacterial cell wall. Moreover, Mycobacterium leprae LBP/Hlp, a well-characterized adhesin, was also able to bind collagen I. Finally, using recombinant fragments of M. leprae LBP/Hlp, we mapped the collagen-binding activity within the C-terminal domain of the adhesin. Since this protein was already shown to be involved in the recognition of laminin and heparan sulphate-containing proteoglycans, the present observations reinforce the adhesive activities of LBP/Hlp, which can be therefore considered as a multifaceted mycobacterial adhesin, playing an important role in both leprosy and tuberculosis pathogenesis.

Water and soil are considered as potential sources of nontuberculous mycobacteria (NTM) infections. Among human infections caused by environmental NTM, pulmonary infections and cutaneous infections are often described. However, lack of knowledge about their life cycle in the environment requires analytical tools, which are not currently adapted to these kinds of samples. The aim of this thesis is to propose bacteriological and molecular quantitative methods, in order to determine the sources of NTM in watersheds. Comparison of NTM isolation methods showed that treatment with cetylpyridinium chloride of water, followed by culture on a rich medium supplemented with antibiotic cocktail (polymyxin B, amphotericin, nalidixic acid, de trimethoprim, azlocillin) decreased the growth of nontarget microorganisms, while inhibiting less NTM than the other compared methods (Radomski et al. 2010 doi: 10.1128/AEM.00942-10). Although potentially pathogenic NTM species were isolated from surface water of the Seine River using these bacteriological tools, enumeration of NTM was not reproducible. Consequently, a quantitative real-time polymerase chain reaction (qPCR) method was developed in order to enumerate Mycobacterium spp. in water (Radomski et al. 2010 doi: 10.1128/AEM.02659-09). This newly developed method, targeting 16S rRNA, was more specific than the two previously published qPCR methods targeting another 16S rRNA locus and the hsp65 gene (100% versus 44% and 91%, respectively). Comparison of DNA extraction methods showed that the enzymatic lysis and hexadecyltrimethylammonium bromide procedure was the most effective combination for mycobacterial DNA extraction with the aim to enumerate NTM in environmental samples by qPCR. Thus, these extraction and qPCR methods were used in order to study NTM sources in watersheds.Secondly, we studied three potential sources of NTM : one point source and two nonpoint sources. More precisely, a wastewater treatment plant (WWTP) was chosen as a potential point source of NTM and was studied according to indicators of fecal contamination and usually monitored parameters. NTM reached 5.52×105±3.97×105 copies/L in the influent of WWTP (84% of positive samples). They were not detected in the effluent after physico-chemical decantation and biofiltration, and were estimated at 1.04×106 ±1.75×106 copies/g in sludge (50% of positive samples). Most NTM (98±2%, i.e. 2.45±0.78 log10) were removed by the physical-chemical decantation, and the remaining NTM (0.74×104 ±1.40×104 copies/L) were removed by biofiltration (53% of positive samples). These results showed also that Mycobacterium, Escherichia coli and intestinal enterococci follow significantly different behaviors as hydrophobic, hydrophilic and intermediate models, respectively. Concerning the nonpoint sources, NTM were enumerated in a variety of rural and urban soils which were characterized by different physico-chemical parameters. The highest NTM densities were measured in peat forest soils (9.27×104±5.00×104 copies/g dw) and in lightly urbanized soils near a costal swamp (1.71×106±2.85×106 copies/g dw), whereas they were not detected in the other monitored soils. NTM density was significantly associated with soils near acidic areas and high moisture, organic matter, and iron content in soils. These results emphasized that NTM are dependent upon the production of surface and extracellular iron-binding compounds, and may mean that lightly urbanized area could be impacted by the proximity of the acidic swamp. In order to study another nonpoint source, NTM and other parameters were measured during wet events in surface water of Marne River and their main effluents. NTM density was estimated at 2.16×105±2.36×105 copies/L in about 20% of surface water samples, and NTM densites did not differ among rural and peri-urban sampling areas. Our results showed that the pluviometry and rain duration explained the decrease of detected NTM abundances in surface water during a slightly intense wet event (6.6 mm/h of cumulated rain during 5.5 h). These results emphasized that some tributaries of the Marne River may constitute a source of NTM, however their influence on NTM density in surface water of the Marne River decreased during the slightly intense wet event.In order to improve these applied studies, challenges dealing with pathogenic microorganism monitoring in environment were explored. Focusing on the most pathogenic NTM, M. avium, we discussed the challenges for detection and enumeration and proposed a guidance for the adaptation of clinical methods to environmental samples (Radomski et al. 2010 ed. A. Méndez-Vilas, Vol. 2). This guidance was proposed as a decision tree allowing to choose the most suitable analytical tools in order to monitor pathogenic microorganisms in environment. Moreover, an in silico strategy of whole sequenced bacterial genome comparison was developed in order to describe new targets for NTM detection. In silico analysis of whole sequenced genomes allowed to detect 11 proteins showing between 80% and 100% of similarity with mycobacterial genomes, and less than 50% of similarity with closely related genomes of Corynebacterium, Nocardia and Rhodococcus genera. Based on the DNA sequence alignments of these potential targets, it was possible to design a primer pair and a probe in order to detect by PCR the gene coding for adenosine-5'-triphosphate synthase subunits C which seems exclusively conserved in mycobacterial genome.Using the developed analytical tools, especially the qPCR, we showed that a WWTP removed efficiently NTM from the influent, and that waste water treatment is necessary in order to preserve surface water against this NTM point source. It was shown that storm events decrease NTM densities in surface water and in contrast that acidic soils are major NTM natural sources which may impact lightly urbanized areas during wet weather when runoff water suspends soil matter. Concerning challenges dealing with pathogenic microorganism monitoring in environment, the decision tree of suitable analytical tools and the new in silico strategy of molecular target detection might be also useful for the study of other environmental microorganisms, L'eau et le sol sont considérés comme des sources potentielles de mycobactéries non-tuberculeuses (MNT). Parmi les infections humaines causées par les MNT d'origine environnementale, les infections pulmonaires et cutanées sont souvent décrites. Le manque de connaissances sur leur cycle de vie dans l'environnement requiert des outils analytiques, qui ne sont actuellement pas adaptés à ce type d'échantillons. Cette thèse vise donc premièrement à proposer des méthodes de quantification en bactériologie et en biologie moléculaire dans le but de déterminer les sources des MNT dans les bassins versants. Ainsi, la comparaison des méthodes d'isolement de MNT a montré que le traitement au chlorure de cetylpyridininium de l'eau suivi d'une culture en milieu riche supplémenté par un mélange d'antibiotiques (polymyxine B, amphotéricine, acide nalidixique, triméthoprime, carboxy-pénicilline) limitait la croissance des microorganismes interférents et éliminait moins de MNT que les autres méthodes comparées (Radomski et al. 2010, doi: 10.1128/AEM.00942-10). Bien que des espèces de MNT potentiellement pathogènes aient été isolées de l'eau de surface de la Seine en utilisant ces outils bactériologiques, la quantification des MNT ne s'est pas avérée reproductible. En conséquence, une méthode de quantification par polymérisation en chaîne en temps réel (qPCR) a été développée pour énumérer le genre Mycobacterium dans l'eau (Radomski et al. 2010, doi: 10.1128/AEM.02659-09). La nouvelle méthode développée, ciblant l'ARNr 16S, était plus spécifique que les autres méthodes qPCR publiées, ciblant un autre locus de l'ARNr 16S et le gène hsp65 (respectivement 100 % versus 44 % et 91 %). La comparaison des méthodes d'extraction d'ADN mycobactérien a montré que la lyse enzymatique combinée au bromure d'hexadécyltriméthylammonium était la procédure la plus efficace pour énumérer par qPCR les MNT dans des échantillons environnementaux. Ainsi, ces méthodes d'extraction d'ADN et de qPCR ont été utilisées pour étudier des sources de MNT dans des bassins versants. Dans un second temps, nous avons étudié trois sources potentielles de MNT : une ponctuelle et deux diffuses. Plus précisément, une station d'épuration (STEP) a été choisie comme source ponctuelle de MNT et a été étudiée en temps sec en fonction d'indicateurs de contamination fécale et des paramètres globaux habituellement contrôlés. Les MNT ont atteint 5,52×105±3,97×105 copies/L dans l'eau en entrée de STEP (84 % d'échantillons positifs), n'ont pas été détectées dans l'eau en sortie de STEP après décantation physico-chimique et biofiltration et ont été estimées à 1,04×106 ±1,75×106 copies/g dans les boues de STEP (50 % d'échantillons positifs). La plupart des MNT (98±2 %, correspondant à 2,45±0,78 log10) ont été éliminées par décantation physico-chimique et les MNT restantes (0,74×104 ±1,40×104 copies/L) ont été éliminées par biofiltration (53 % d'échantillons positifs). Ces résultats ont montré également que Mycobacterium, Escherichia coli et les entérocoques intestinaux possèdent des comportements significativement différents conduisant respectivement à trois modèles : hydrophobe, hydrophile et intermédiaire. Concernant les sources diffuses, la densité de MNT a été mesurée dans divers sols ruraux et urbains qui ont été caractérisés par différents paramètres physico-chimiques. Les densités de MNT les plus importantes ont été mesurées dans des sols de forêts tourbeuses (9,27×104±5,00×104 copies/g sec) et dans des sols faiblement urbanisés proches de marécages côtiers (1,71×106±2,85×106 copies/g sec) alors qu'aucune MNT n'a été détectée dans les autres types de sols étudiés. De plus, la densité de MNT a été significativement associée à des sols proches de zones acides et des teneurs fortes des sols en eau, matière organique et fer. Ces résultats suggéreraient que les MNT sont dépendantes de leur production intra et extracellulaire de chélateurs de fer et indiqueraient que les zones faiblement urbanisées pourraient être impactées par la proximité de marais acides. Afin d'étudier une autre source diffuse, les MNT et d'autres paramètres ont été mesurés lors d'événements pluvieux dans l'eau de surface de la Marne et de ses principaux affluents. Les densités de MNT ont été estimées à 2,16×105±2,36×105 copies/L dans environ 20 % des échantillons d'eau collectés, et elles ne différaient pas entre les zones péri-urbaines et rurales échantillonnées. Nos résultats ont montré que la pluviométrie et la durée de l'évènement expliquaient la diminution du nombre de MNT détectées dans l'eau de surface au cours de l'événement pluvieux de faible intensité (6,6 mm/h de pluviométrie cumulées en 5,5 h). Ces résultats ont souligné que certains affluents de la Marne pouvaient apporter des MNT en temps sec, mais qu'au cours de l'évènement pluvieux suivi les densités de MNT diminuaient.En guise d'amélioration à ces études appliquées, des réflexions sur les défis relatifs à la surveillance des microorganismes pathogènes dans l'environnement ont été explorées. En nous focalisant sur la MNT la plus pathogène, M. avium, nous avons discuté des défis de la détection et de l'énumération et proposé un guide d'adaptation des méthodes médicales aux échantillons environnementaux (Radomski et al. 2011, ed. A. Méndez-Vilas, Vol. 2). Ce guide se présente sous la forme d'un arbre de décision permettant de choisir les outils analytiques les plus appropriés pour surveiller les microorganismes pathogènes dans l'environnement. De plus, une stratégie in silico de comparaison de génomes bactériens totalement séquencés a été développée dans le but de décrire des nouvelles cibles de détection. L'analyse in silico des génomes totalement séquencés a permis de détecter 11 protéines présentant entre 80 % et 100 % de similarité dans les génomes mycobactériens et moins de 50 % de similarité dans les génomes non-mycobactériens des genres Corynebacterium, Nocardia et Rhodococcus. Sur la base d'alignements des séquences d'ADN de ces cibles potentielles, il a été possible de dessiner des amorces PCR et une sonde pour détecter le gène codant la sous-unité C de la synthase de l'adénosine triphosphate qui semble exclusivement conservée dans le génome mycobactérien. Le développement d'outils analytiques, en particulier la qPCR, a permis de montrer qu'une STEP éliminait efficacement les MNT et que le traitement des eaux usées est nécessaire pour préserver l'eau de surface de cette source ponctuelle de MNT. Il a été mis en évidence que les événements pluvieux diminuent la densité de MNT dans l'eau de surface et que les sols acides sont des sources naturelles majeures de MNT qui pourraient impacter des zones faiblement urbanisées en temps de pluie via le ruissellement. Concernant les réflexions sur la surveillance des microorganismes pathogènes dans l'environnement, l'arbre de décision des outils analytiques appropriés et la nouvelle stratégie in silico de détection de cibles moléculaires pourraient être appliqués pour l'étude d'autres microorganismes de l'environnement

Consistent numerical classification of protein secretion systems according to the outer membrane translocation mechanisms is crucial in diderm bacteria. The mycobacterial ESAT-6 secretion system (Ess), more generically defined as the WXG100 secretion system (Wss), is clearly dedicated to protein translocation across the cytoplasmic membrane. Though, naming this system a “T7SS” is quite premature as the existence, nature and specificity of a putative outer membrane translocon that would enable true protein secretion in mycobacteria remains completely unknown.

The IL-12-IFN-γ axis plays an important role in the immunity against mycobacteria. I have identified and studied a cohort of patients with a complete autosomal recessive IL12RB1 deficiency coding for the β1 subunit of the IL-12 and IL-23 receptors. We herein report an international survey of 137 patients from 101 kindreds and 30 countries. A total of 52 IL12RB1 mutant alleles were found. All patients had a functional complete IL-12Rβ1 deficiency, most with a lack of IL-12Rβ1 expression at the cell surface. Clinical phenotypes are heterogeneous from an absence of infection to the death following infection. In most cases, infection consisted in mycobacterial diseases (BCG, environmental mycobacteria and tuberculosis) and/or salmonella diseases. Candidiasis was also being frequently associated to this defect. The IL-23-IL-17 axis seems to play a role in the differentiation and activation of the Th17 CD4+ T cells. The cytokines controlling the development of these cells are not well known. We addressed the question of the development of human IL-17-producing T helper cells in vivo by quantifying the production and secretion of IL-17 by fresh T cells ex vivo, and by T cell blasts expanded in vitro from patients with particular genetic disorders affecting TGF-β (patients TGFB1, TGFBR1 and TGFBR2), IL-1β (patients IRAK4 and MYD88), IL-6 (patients STAT3), or IL-23 (patients IL12B and IL12RB1) responses. Mutations in STAT3 and, to a lesser extent mutations in IL12B and IL12RB1, impaired the development of IL-17- producing T cells. These data suggest that these molecules play a key role in the differentiation and/or expansion of human IL-17-producing T cell populations in vivo, L'axe IL-12-IFN-γ joue un rôle important dans l'immunité anti-mycobactérienne. J'ai identifié et étudié une cohorte de 137 patients présentant un déficit autosomique récessif complet d'IL12RB1 qui code la sous-unité β1 des récepteurs de l'IL-12 et de l'IL-23. Ces patients sont issus de 101 familles provenant de 30 pays. Ils présentent une grande diversité génétique avec 52 allèles mutants différents. Le phénotype cellulaire avec un défaut complet de réponse à l'IL-12 est homogène chez tous les patients. Les phénotypes cliniques sont eux très hétérogènes allant de l'absence d'infection jusqu'au décès. Il s'agit en grande majorité d'infections mycobactériennes (BCG, mycobactéries environnementales et tuberculose) et/ou à salmonelles. La candidose est aussi retrouvée associée à ce défaut chez un grand nombre de patients. L'axe IL-23-IL-17 participe à la différentiation et à l'activation des lymphocytes T CD4+ dits de type Th17. les cytokines et les mécanismes contrôlant la différentiation de ces cellules sont peu connus. J'ai étudié le développement des lymphocytes producteurs d'IL-17 chez des patients porteurs de défauts génétiques affectant la voie du TGF-β (patients TGFBR1, TGFBR2 et TGFB1), de l'IL-1β (patients IRAK4 et MYD88), de l'IL-6 (patients STAT3) et de l'IL-23 (patients IL12B et IL12RB1). Pour cela, j'ai quantifié la production et la sécrétion d'IL-17 dans deux modèles expérimentaux ex vivo et in vitro. Les patients IL12B-/- et IL12RB1-/-, et de façon plus drastique les patients STAT3-/- présentent une diminution des lymphocytes producteurs d'IL-17, ce qui suggère l'importance de ces molécules dans la différentiation et l'expansion des cellules Th17 in vivo

The IL-12-IFN-γ axis plays an important role in the immunity against mycobacteria. I have identified and studied a cohort of patients with a complete autosomal recessive IL12RB1 deficiency coding for the β1 subunit of the IL-12 and IL-23 receptors. We herein report an international survey of 137 patients from 101 kindreds and 30 countries. A total of 52 IL12RB1 mutant alleles were found. All patients had a functional complete IL-12Rβ1 deficiency, most with a lack of IL-12Rβ1 expression at the cell surface. Clinical phenotypes are heterogeneous from an absence of infection to the death following infection. In most cases, infection consisted in mycobacterial diseases (BCG, environmental mycobacteria and tuberculosis) and/or salmonella diseases. Candidiasis was also being frequently associated to this defect. The IL-23-IL-17 axis seems to play a role in the differentiation and activation of the Th17 CD4+ T cells. The cytokines controlling the development of these cells are not well known. We addressed the question of the development of human IL-17-producing T helper cells in vivo by quantifying the production and secretion of IL-17 by fresh T cells ex vivo, and by T cell blasts expanded in vitro from patients with particular genetic disorders affecting TGF-β (patients TGFB1, TGFBR1 and TGFBR2), IL-1β (patients IRAK4 and MYD88), IL-6 (patients STAT3), or IL-23 (patients IL12B and IL12RB1) responses. Mutations in STAT3 and, to a lesser extent mutations in IL12B and IL12RB1, impaired the development of IL-17- producing T cells. These data suggest that these molecules play a key role in the differentiation and/or expansion of human IL-17-producing T cell populations in vivo, L'axe IL-12-IFN-γ joue un rôle important dans l'immunité anti-mycobactérienne. J'ai identifié et étudié une cohorte de 137 patients présentant un déficit autosomique récessif complet d'IL12RB1 qui code la sous-unité β1 des récepteurs de l'IL-12 et de l'IL-23. Ces patients sont issus de 101 familles provenant de 30 pays. Ils présentent une grande diversité génétique avec 52 allèles mutants différents. Le phénotype cellulaire avec un défaut complet de réponse à l'IL-12 est homogène chez tous les patients. Les phénotypes cliniques sont eux très hétérogènes allant de l'absence d'infection jusqu'au décès. Il s'agit en grande majorité d'infections mycobactériennes (BCG, mycobactéries environnementales et tuberculose) et/ou à salmonelles. La candidose est aussi retrouvée associée à ce défaut chez un grand nombre de patients. L'axe IL-23-IL-17 participe à la différentiation et à l'activation des lymphocytes T CD4+ dits de type Th17. les cytokines et les mécanismes contrôlant la différentiation de ces cellules sont peu connus. J'ai étudié le développement des lymphocytes producteurs d'IL-17 chez des patients porteurs de défauts génétiques affectant la voie du TGF-β (patients TGFBR1, TGFBR2 et TGFB1), de l'IL-1β (patients IRAK4 et MYD88), de l'IL-6 (patients STAT3) et de l'IL-23 (patients IL12B et IL12RB1). Pour cela, j'ai quantifié la production et la sécrétion d'IL-17 dans deux modèles expérimentaux ex vivo et in vitro. Les patients IL12B-/- et IL12RB1-/-, et de façon plus drastique les patients STAT3-/- présentent une diminution des lymphocytes producteurs d'IL-17, ce qui suggère l'importance de ces molécules dans la différentiation et l'expansion des cellules Th17 in vivo

Synthèse de la carrière

La tuberculose est une maladie infectieuse, contagieuse, virulente et inoculable dont les agents étiologiques sont des mycobactéries. C’est Robert Koch qui a décrit en 1882 le bacille tuberculeux. Cette infection est commune à l‘homme, à toutes les espèces d’animaux domestiques et à certaines espèces sauvages. C’est également une zoonose. Connue depuis la préhistoire, la tuberculose s’est largement répandue dans le monde. La première description précise connue de la maladie est celle des livres hippocratiques. La tuberculose est alors appelée « Phtisis ». En revanche, la première description scientifique de la tuberculose chez le boeuf date de 1649 (Kepler) et de 1702 (Florini). On parle alors de la « maladie des français ». La tuberculose a pourtant longtemps été jugée exceptionnelle chez les animaux.