Les chromogranines (Cgs) sont une famille de protéines acides exprimées dans les granules des cellules neuroendocrines et immunitaires. Plusieurs peptides dérivés des Cgs présentent des activités antimicrobiennes. L’objectif de ma thèse est d’évaluer l’interaction hôte-pathogène et ensuite de développer un polymère antimicrobien avec insertion du peptide antimicrobien cateslytin (CTL).Dans une première partie, nous avons évalué l’aptitude de la leukotoxine LukE/D à induire la sécrétion des neutrophiles et rôle des protéases bactériennes à dégrader les peptides dérivés de la CgA. Les neutrophiles activés sécrètent de nombreux composés que nous avons identifiés. De plus, la dégradation des PAMs dérivés de la CgA par les protéases de S.aureus a été déterminée. Sur tous les PAMs testés, CTL est le seul qui tue S.aureus et résister à dégradation. Par ailleurs, CgA et CgB sont dégradés par la protéase Glu-C pour produire de nouveaux fragments sans activité antibactérienne, mais d’activité antifongique.Dans une deuxième partie, nous avons décidé de préparer un revêtement conjugué à CTL. CTL-C est utilisé pour préparer des films avec le dépôt alterné de CHI et HA-CTL-C. Par la suite nous avons synthétisé HAFITC-CTL-C and HAFITC pour analyser leur interaction. HAFITC-CTL-C est rapidement détectable dans le cytoplasme sans provoquer la lyse cellulaire. De plus, les films contenant CTL-C ne sont pas toxiques pour les fibroblastes gingivaux humains.En conclusion, CTL est le seul peptide antimicrobien dérivé de la CgA qui peut tuer S.aureus et résiste à la dégradation protéolytique, ce qui est de bon augure pour de nouvelles études visant à développer des biomatériaux antimcrobiens. / Chromogranins (Cgs) are a family of acidic proteins, expressed in secretory granules of neuro-endocrine and immune cells. Several Cgs derived peptides express antimicrobial activity. Current study was aimed to evaluate host-pathogen interaction and ultimately to develop antimicrobial polymer with insertion of cateslytine (CTL).In first part, stimulatory ability of leukotoxin LukE/D to induce neutrophils secretions and role of bacterial proteases to degrade CgA-derived AMPs was evaluated. Activated neutrophils secrete various components which were identified. Later by using antimicrobial assays, several fractions were found active and later discussed with respect to proteomic analysis. Additionally, degradation of CgA derived AMPs by S. aureus proteases was demonstrated. Out of various AMPs tested, CTL was only that can kill S. aureus and resist protease degradation. Furthermore, CgA and CgB are processed by Glu-C protease to produce new fragments lacking antibacterial activity but presenting antifungal activity.Secondly, we aimed to prepare CTL conjugated biomaterial coating. CTL-C was used to prepare PEM films with alternative deposition of CHI and HA-CTL-C and evaluated for antimicrobial activities. Later on, we synthesized HAFITC-CTL-C and HAFITC to analyze their interaction. HAFITC-CTL-C was readily detectable in cytoplasm without provoking cell lysis. Moreover CTL-C inserted PEM films are non-toxic to human gingival fibroblast cells.In conclusion, CTL is the only CgA-derived AMP that can kill S. aureus and resistant to proteolytic degradation, which is a promising feature for further studies in order to develop antimicrobial biomaterials.

L'utilisation excessive d'agents antifongiques, aggravée par la pénurie de nouveaux médicaments introduits sur le marché, provoque l'accumulation de phénotypes de multi-résistance de nombreuses souches fongiques. Dans ce contexte alarmant, le développement de nouvelles molécules alternatives aux agents antifongiques conventionnels constitue un enjeu majeur de santé publique afin de prévenir l’émergence de nouvelles résistances fongiques pour limiter les problèmes socio-économiques. Dans ce contexte, la cateslytine (CTL), un peptide naturel issu de la maturation endogène de la chromogranine A, et déjà décrit comme un agent antimicrobien efficace contre de nombreux agents pathogènes, dont Candida albicans, présente un intérêt particulier. Dans la présente étude, nous avons ainsi comparé l'activité antimicrobienne de deux conformations de CTL, L-CTL et D-CTL contre différentes souches de Candida. Nos résultats démontrent que D-CTL est l'agent antifongique le plus efficace et le plus sûr. De plus, contrairement à L-CTL, D-CTL n'est pas dégradé par les protéases sécrétées par Candida albicans et est également stable dans la salive. La vidéo-microscopie révèle une invasion rapide de Candida albicans par D-CTL, et démontre l’importance de la division cellulaire pour la propagation de D-CTL d'une cellule mère à une cellule fille. La microscopie électronique en transmission permet d’illustrer la perméabilisation de la membrane fongique induite par les deux peptides. Enfin, nos résultats révèlent un effet antifongique additif de la combinaison entre D-CTL et le voriconazole, un agent antifongique de référence dans le traitement des infections liées à Candida. En conclusion, D-CTL peut être considéré comme un agent antifongique efficace, sûr et stable et pourrait être utilisé seul ou en association avec le voriconazole pour traiter les infections orales liées à Candida et servir dans le futur à l’élaboration de biomatériaux actifs. / The excessive use of antifungal agents, compounded by the shortage of new drugs being introduced into the market, is causing the accumulation of multi-resistance phenotypes in many fungal strains. Consequently, new alternative molecules to conventional antifungal agents are urgently needed to prevent the emergence of fungal resistance. In this context, Cateslytin (CTL), a natural peptide derived from the processing of Chromogranin A, has already been described as an effective antimicrobial agent against several pathogens including Candida albicans. In the present study, we compared the antimicrobial activity of two conformations of CTL, L-CTL and D-CTL against various strains of Candida. Our results show that D-CTL was the most efficient and safe antifungal agent. Moreover, in contrast to L-CTL,D-CTL was not degraded by proteases secreted by Candida albicans and was also stable in saliva. Using video-microscopy, we also demonstrated that D-CTL can rapidly enter Candida albicans, but is unable to spread within a yeast colony unless from a mother cell to a daughter cell during cellular division. Besides, transmission electron microscopy illustrated the permeabilization of the fungal membrane induced by both peptides. Finally, we revealed that the antifungal activity of D-CTL could be synergized by voriconazole, an antifungal of reference in the treatment of Candida related infections. In conclusion, D-CTL can be considered as an effective, safe and stable antifungal and could be used alone or in a combination therapy with voriconazole to treat Candida associated infections including oral candidosis.

La CgA est une pro-hormone stockée dans les granules de sécrétion et elle subit une maturation protéolytique conduisant à la formation d’un très grand nombre de peptides dérivés. La Chromofungine (Chr: CgA47-66) et la Cateslytine (Ctl: CgA344–358) possèdent des propriétés antimicrobiennes. Staphylococcus aureus est un pathogène très virulent qui provoque un très grand nombre de graves infections cliniques et il représente une des causes principales des infections nosocomiales et la destruction du tissu endocardiaque après implantation de valve cardiaque. La première partie de l’étude nous avons montré que la Chr induise un effet inotropique négatif sans changement de la pression coronarienne. L’activation de la voie de signalisation AKT/eNOS/cGMP/PKG est responsable de cet effet de Chr. Nous avons aussi montré que Chr agit comme un agent de post-conditionnement contre les effets négatifs de l’ischémie/reperfusion, a responsables de cette cardio-protection impliquent les cascades de signalisation PI3K, RISK, MitoKATP et miRNA-21. Dans le but d’élaborer un nouveau revêtement de valves cardiaques le peptide D*T*Ctl se révèle intéressant dans des conditions non oxydantes car (1) il présente une activité antimicrobienne contre S. aureus; (2) en présence de S. aureus il permet par clivage protéolytique de libérer le peptide Ctl actif. Une première expérience réalisée in vivo a montré le rôle de Ctl pour combattre l’infection à S. aureus au niveau systémique et au niveau cardiaque, mais aussi assurer la protection du myocarde. / CgA is a pro-hormone costored in secretory granules and numerous cleavage products of this protein have been identified. Chromofungin (Chr: CgA47-66) and Cateslytin (Ctl: CgA344–358) are peptides that display antimicrobial activities.Staphylococcus aureus is an opportunistic pathogen and the leading cause of a wide range of severe clinical infections and one of the most important cause of hospital-acquired infections and leading infective cause of destruction of endocardial tissue after implantation of prosthetic heart valve. The first part of the study, we found that Chr induced negative inotropic effects without changing coronary pressure. The AKT/eNOS/cGMP/PKG pathway mediated this action. We also found that Chr acted as a postconditioning agent against ischemia/reperfusion damages. Cardioprotection involved PI3K, RISK pathway, MitoKATPand miRNA-21. In order to develop a new coating of cardiac valves, the peptide D*T *Ctl proves to be useful under non-oxidizing conditions because (1) it exhibits antimicrobial activity against S. aureus; (2) in the presence of S. aureus, it allows proteolytic cleavage to release the active Ct1 peptide.In the last part of this thesis we showed in vivo the antibacterial role of Ctl against S. aureus infection at the systemic and cardiac levels, but also its cardioprotective action.

Les peptides antimicrobiens (PAMs) représentent des composants importants de l`immunité innée. Ils sont présents dans la plupart des organismes multicellulaires et constituent la première ligne de défense contre les infections. Ils possèdent un large éventail d`activités, une non-toxicité contre les cellules de l`hôte et des effets synergiques avec les antibiotiques conventionnels. Par conséquent, ils peuvent être d`excellents candidats dans le développement de nouveaux antibiotiques pour lutter contre la résistance de microorganismes. Concernant les PAMs dérivés de la chromogranine A (CgA), la cateslytine (Ctl) présente des activités antimicrobiennes directes et des propriétés immunomodulatrices. Dans ma thèse, j`ai cherché à caractériser l`épipeptide D-Ctl, où tous les résidus en conformation-L ont été remplacés par des résidus en conformation-D. Tout d`abord, la stabilité dans les surnageants bactériens et des dosages de l`activité antimicrobienne ont été réalisés, ainsi que l`analyse de viabilité des cellules et des dosages des cytokines libérées par les cellules immunitaires. L`efficacité de D-Ctl a été comparée à celle de L-Ctl contre des souches bactériennes, puis les CMIs ont été déterminées et comparées dans le cas de combinaisons avec des antibiotiques conventionnels, afin de montrer un effet synergique et/ou additif. De plus, D-Ctl ne déclenche pas de résistance chez E. coli. Des tests de cytotoxicité ont été effectués sur plusieurs types de lignées cellulaires et de PBMCs. Les effets inflammatoires aussi ont été testés. Ensuite, le modèle bactérien E. coli MDR a été utilisé pour des analyses physico-chimiques, telles que la microscopie à épifluorescence, la spectroscopie ATR-FTIR et la microscopie à force atomique. Enfin, le brevet D-Ctl a été déposé en 2016 sous le numéro EP 16306539.4 « Nouveau peptide de cateslytine en conformation D ». En conclusion, D-Ctl est capable de tuer rapidement un large spectre de micro-organismes, et il pourrait potentialiser l`effet antimicrobien de plusieurs antibiotiques. / Antimicrobial peptides (AMPs) represent important components of innate immunity. They are present in most multicellular organisms and constitute the first line of defense against infections. They exhibit a large spectrum of activities, a non-toxicity against host cells and synergistic effects with conventional antibiotics. Therefore, they can be as excellent candidates in the development of new antibiotics to fight pathogens resistance. Concerning to AMPs derived from chromogranin A (CgA), Cateslytin (Ctl) represents a new antibiotic, which displays direct antimicrobial activities and immunomodulatory properties. In my thesis, I aimed to characterize the epipeptide D-Ctl, where all (L-conformation) residues were replaced by (D-conformation) residues. Firstly, antimicrobial assays were performed, cells viability, immune assays, and the stability in bacterial supernatant was tested. The efficiency of D-Ctl was compared with L-Ctl against bacterial strains, then MICs were determined and compared with combinations in presence of classical antibiotics in order to show synergistic or/and additive effect. Moreover, D-Ctl does not trigger resistance in E. coli. Also, cytotoxicity assays were performed on several types of cell line and PBMCs. Inflammatory effects were tested too. Then, bacterial model E. coli MDR was used for physicochemical analysis such as epifluorescence microscopy, ATR-FTIR spectroscopy and atomic force microscopy. Finally, D-Ctl patent has been deposited in 2016 under the number EP 16306539.4 “New D-configured cateslytin peptide”. To conclude: D-Ctl is able to rapidly kill a broad spectrum of microorganisms, and it could potentiate the antimicrobial effect of several antibiotics.

Les chromogranines (Cgs) sont une famille de protéines acides exprimées dans les granules des cellules neuroendocrines et immunitaires. Plusieurs peptides dérivés des Cgs présentent des activités antimicrobiennes. L'objectif de ma thèse est d'évaluer l'interaction hôte-pathogène et ensuite de développer un polymère antimicrobien avec insertion du peptide antimicrobien cateslytin (CTL).Dans une première partie, nous avons évalué l'aptitude de la leukotoxine LukE/D à induire la sécrétion des neutrophiles et rôle des protéases bactériennes à dégrader les peptides dérivés de la CgA. Les neutrophiles activés sécrètent de nombreux composés que nous avons identifiés. De plus, la dégradation des PAMs dérivés de la CgA par les protéases de S.aureus a été déterminée. Sur tous les PAMs testés, CTL est le seul qui tue S.aureus et résister à dégradation. Par ailleurs, CgA et CgB sont dégradés par la protéase Glu-C pour produire de nouveaux fragments sans activité antibactérienne, mais d'activité antifongique.Dans une deuxième partie, nous avons décidé de préparer un revêtement conjugué à CTL. CTL-C est utilisé pour préparer des films avec le dépôt alterné de CHI et HA-CTL-C. Par la suite nous avons synthétisé HAFITC-CTL-C and HAFITC pour analyser leur interaction. HAFITC-CTL-C est rapidement détectable dans le cytoplasme sans provoquer la lyse cellulaire. De plus, les films contenant CTL-C ne sont pas toxiques pour les fibroblastes gingivaux humains.En conclusion, CTL est le seul peptide antimicrobien dérivé de la CgA qui peut tuer S.aureus et résiste à la dégradation protéolytique, ce qui est de bon augure pour de nouvelles études visant à développer des biomatériaux antimcrobiens.