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  Responsable : MOCK Michèle (mmock@pasteur.fr)


  resume

 

Bacillus anthracis, pathogène pour l'homme et l'animal, est l'agent de la maladie du charbon. La virulence de B. anthracis nécessite simultanément la synthèse de toxines et la formation d'une capsule. Les spores de B. anthracis ont la capacité de germer dans les macrophages. La structure et le mode d'action cellulaire des toxines et leur rôle dans la pathogenèse, la contribution de la surface de la bactérie, couche S et capsule, dans l'interaction de ce pathogène avec l'hôte sont étudiés . B. anthracis peut être utilisé pour la production de protéines étrangères et comme vecteur vaccinal vétérinaire pour la présentation d'antigènes hétérologues in vivo. B. anthracis appartient au groupe Bacillus cereus et est en fait génétiquement la même espèce que B. cereus et B. thuringiensis.



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Interaction de Bacillus anthracis avec l'hôte(Patricia Sylvestre - Chantal Guidi-Rontani - Michèle Mock)

La spore est à la fois la forme de persistance de B. anthracis de l'environnement et la forme infectante qui enclenche l'infection après germination dans l'hôte. La structure la plus externe de la spore, l'exosporium, et son rôle dans l'interaction précoce avec l'hôte ainsi que sa contribution éventuelle dans l'immunoprotection sont analysés.
Nous avons montré que la germination de la spore peut avoir lieu dans le phagolysosome des macrophages , phénomène couplé avec une synthèse des toxines précoce et nécessaire. De plus, un opéron de germination situé sur le plasmide de virulence pXO1 est impliqué dans une germination efficace de B. anthracis dans l'hôte.

Toxines de Bacillus anthracis — Approches vaccinales(Fabien Brossier - Chantal Guidi-Rontani - Michèle Mock)

Bacillus anthracis produit deux toxines composées de trois protéines : la toxine létale (PA + LF) et la toxine œdématogène (PA + EF). PA joue un rôle-clé dans la pathogenèse, il est le composant commun qui permet de fixer et de délivrer EF et LF dans les cellules eucaryotes cibles. EF est une adénylcyclase calmoduline-dépendante et LF, une métalloprotéase qui agit spécifiquement sur la famille des MAPKKinases. Nous avons démontré que LF et EF sont transloquées au sein du cytosol des cellules sensibles à partir des vésicules de l'endosome précoce, par des stratégies différentes. L'analyse de la structure cristallographique de PA définit quatre domaines fonctionnels. Nous avons montré que le domaine 4 est impliqué dans la fixation de PA sur les cellules et qu'une boucle de 19 acides aminés, située dans ce domaine contribue à cette propriété.
Des souches de B. anthracis produisant la protéine PA mutée dans ses différents domaines fonctionnels ont été construites. L'étude de leurs propriétés in vivo indique une corrélation entre les étapes du mode d'action cellulaire des toxines et le processus infectieux. De plus, une souche isogénique de la souche vaccinale vétérinaire Sterne, produisant les protéines LF et EF génétiquement détoxifiées, confère une protection totale contre une épreuve létale. Récemment, une composition vaccinale acellulaire a été mise au point. D'après les tests d'efficacité déjà réalisés, elle offre des perspectives pour l'amélioration de la vaccination humaine.


Expression d'antigènes hétérologues par Bacillus anthracis(Fabien Brossier - Michèle Mock)

Il a été montré que des souches recombinantes de B. anthracis peuvent induire une réponse protectrice de nature humorale ou cellulaire selon la nature de l'antigène hétérologue exprimé. Plus récemment, des souches ont été construites produisant le fragment C de la toxine tétanique fusionné soit à la partie N-terminale de LF permettant une présentation via l'interaction avec PA, soit au domaine SLH de EA1 permettant un ancrage à la surface de la bactérie. Ces deux modes d'expression de l'antigène hétérologue protègent contre une dose létale de toxine tétanique.


La surface(Tâm Mignot - Agnès Fouet)

Les bacilles isolés d'animaux malades du charbon sont capsulés. La capsule recouvre une couche structurée formant un réseau, appelée couche S. Cependant, capsule et couche S peuvent être synthétisées indépendamment. La couche S est constituée de deux protéines abondantes, Sap et EA1, qui sont successivement synthétisées au cours du temps, conduisant au remplacement d'une couche S par une autre. Elles possèdent chacune dans leur région N-terminale, une séquence répétée trois fois. Ce domaine permet l'ancrage des protéines de couche S et de protéines hétérologues, à un polysaccharide associé au peptidoglycane qui doit pour cela être modifié. Ce mécanisme d'ancrage non covalent est retrouvé dans de nombreuses espèces bactériennes. Au sein du groupe cereus, seules des souches pathogènes possèdent une couche S.


Approche moléculaire de l'épidémiologie du charbon en France et caractérisation phylogénétique des souches du sol(Agnès Fouet - Michèle Mock)

Le charbon est une zoonose atteignant tous les mammifères et plus particulièrement les herbivores. Cette maladie de répartition mondiale a considérablement régressé dans les pays occidentaux depuis la fin du siècle dernier. Néanmoins, le charbon existe toujours en France où il apparaît, chaque année, de façon sporadique dans diverses régions. Il existe très peu de données épidémiologiques, et rien au niveau moléculaire, sur le devenir des spores de B. anthracis dans les terres contaminées. Des prélèvements animaux et environnementaux, provenant des foyers répertoriés ces dernières années, ont été étudiés. Nous avons ainsi mis en évidence des Bacillus sp. du sol présentant des caractéristiques biochimiques proches de celles de B. anthracis et de B. thuringiensis (un germe pathogène de l'insecte) mais néanmoins identiques à aucun d'entre eux. Une analyse biomoléculaire plus approfondie impliquant ces bactéries et de nombreux B. cereus a permis de définir que, sur des bases génétiques, B. anthracis, B. cereus et B. thuringiensis sont en fait une même espèce. Par ailleurs, les souches françaises de B. anthracis sont extrêmement diversifiées, appartenant aux deux grands groupes définis mondialement.



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BROSSIER Fabien, chercheur postdoctoral

CANDELA Thomas, DEA

JACQUET Claire, DEA

MARVAUX Jean-Christophe, boursier Roux

MIGNOT Tâm, doctorant

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SYLVESTRE Patricia, doctorante

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DUFLOT Edith, IE CNRS

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