Etude de la réponse immunitaire innée dirigée contre le biofilm de Staphylococcus aureus

Autor: Abdul Hamid, Aizat Iman
Přispěvatelé: Laboratoire Microorganismes : Génome et Environnement (LMGE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA), Université Clermont Auvergne, Pascale Gueirard
Jazyk: francouzština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Santé. Université Clermont Auvergne, 2022. Français. ⟨NNT : 2022UCFAC076⟩
Popis: Staphylococcus aureus are opportunistic pathogenic bacteria in mammals, responsible for the vast majority of bacterial infections of the skin tissue in humans. The production of a wide variety of virulence factors allows this bacterial species to gain access to the deepest layers of the skin and to cause infections with a wide range of clinical manifestations. These infections represent a real public health issue due to their high frequency and the generalized emergence of S. aureus strains resistant to antibiotherapy. In humans, S. aureus skin infection causes a local inflammatory response characterized by the recruitment of phagocytic cells, such as polymorphonuclear neutrophils (PNN) and monocytes/macrophages (MO/MΦ) at the infection site. These immune cells, along with other cell types in the skin, contribute to the elimination of the pathogen from the infected tissue. However, S. aureus has developed numerous strategies to evade, deactivate, or kill host immune cells. This includes the transition from the planktonic lifestyle to the biofilm lifestyle, the latter corresponding to the growth of microbes in bacterial communities. Biofilms confer to bacteria an increased resistance to antimicrobial agents and to attacks by the host immune system. The work presented in this manuscript has aimed to better understand how bacteria organized in biofilms are able to resist to attacks by the host innate immune system, also called “immune evasion”, in the context of skin infections.An innovative experimental technique using the mouse ear pinna infection model was set up. Using confocal microscopy, this approach made it possible to monitor and quantify by intravital imaging the dynamics of the innate anti-biofilm immune responses, both at the tissue and cellular level. We thus demonstrated a considerable early recruitment of phagocytes in the skin tissue of the ear pinna, with cellular recruitment dynamics specific to the biofilm form. This so-called “biofilm” phenotype was then characterized using the flow cytometry approach and made it possible to show that PNN represent the major population of phagocytes detected in the tissue of the ear tissue. The analysis of the functional properties of these recruited cells made it possible to identify an activation kinetic specific to the biofilm form during the first days of the infection. This was characterised by a state considered as “over-activated” of the PNN at the 48-hour time point after the infection. Finally, an exploratory study of the interactions between dendritic cells and S. aureus carried out in vitro made it possible to highlight the first differences in the responses induced by the planktonic or biofilm form of growth. Ultimately, a better understanding of these first stages of the innate immune response would allow us to contribute to the development of alternative therapeutic strategies to antibiotics such as immunomodulatory therapies, in order to better fight against S. aureus biofilm infections.; Staphylococcus aureus est une bactérie pathogène opportuniste chez les mammifères, et responsable de la grande majorité des infections bactériennes du tissu cutané chez l'Homme. La production d'une grande variété de facteurs de virulence va permettre à cette espèce bactérienne d’atteindre les couches les plus profondes de la peau et de provoquer des infections présentant une large gamme de manifestations cliniques. Ces infections représentent un véritable enjeu de santé publique en raison de leur fréquence élevée et de l'émergence généralisée de souches de S. aureus résistantes à l’antibiothérapie. Chez l’Homme, une infection cutanée à S. aureus est à l’origine d’une réaction inflammatoire locale caractérisée par le recrutement de cellules phagocytaires telles que des polynucléaires neutrophiles (PNN) et des monocytes/macrophages (MO/MΦ) au site d’infection. Ces cellules immunitaires, avec d’autres types cellulaires de la peau, vont contribuer à l’élimination de l’agent pathogène du tissu infecté. Cependant, S. aureus a développé de nombreuses stratégies pour contourner, désactiver ou même tuer les cellules immunitaires de l'hôte, notamment en effectuant la transition du mode de vie planctonique vers le mode de vie biofilm. Ce dernier correspond à la forme bactérienne communautaire. Il confère aux bactéries une résistance accrue aux agents antimicrobiens et aux attaques du système immunitaire de l’hôte. Le travail présenté dans ce manuscrit a eu pour objectif de mieux comprendre comment les bactéries organisées en biofilm sont capables de résister aux attaques du système immunitaire inné de l’hôte, encore appelé « immuno-échappement », dans le contexte d’une infection cutanée.Une approche expérimentale innovante utilisant le modèle d’infection du pavillon de l’oreille de la souris a été mise en place. En utilisant l’approche de microscopie confocale, nous avons pu suivre et quantifier par imagerie intravitale, la dynamique de la réponse immunitaire innée anti-biofilm aussi bien à l’échelle tissulaire que cellulaire. Nous avons ainsi démontré un recrutement précoce important de phagocytes au niveau du tissu cutané de l’oreille, avec une dynamique de recrutement spécifique à la forme biofilm. Ce phénotype dit « biofilm » a ensuite été caractérisé en utilisant l’approche de cytométrie en flux, et a permis de démontrer que les PNN représentent la population majeure de phagocytes recrutés au niveau du tissu de l’oreille. L’analyse des propriétés fonctionnelles de ces cellules a permis d’identifier une cinétique d’activation spécifique à la forme biofilm durant les premières jours de l’infection, avec un état qualifié de « suractivé » des PNN au temps 48h après l’infection. Enfin, une étude exploratoire des interactions entre des cellules dendritiques et S. aureus réalisée in vitro a permis de mettre en évidence des premières différences dans les réponses induites par la forme planctonique ou biofilm. A terme, une meilleure connaissance de ces premières étapes de la réponse immunitaire innée nous permettra de contribuer à la mise au point de stratégies thérapeutiques alternatives à l’antibiothérapie pour lutter contre les infections par le biofilm de S. aureus, notamment en ayant recours à des thérapies immunomodulatrices.
Databáze: OpenAIRE
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