Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karolinska institutet, 2007. / Härtill 4 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst., 2003. / Härtill 6 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Linköping : Univ., 2006. / Härtill 5 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Uppsala universitet, 2006. / Härtill 4 uppsatser.

Thesis (MEng (Electronic engineering))-University of Pretoria, 2008. / Includes bibliographical references.

Thesis (M.S.)--University of Michigan, 1995.

Thesis (M.S.)--University of Michigan, 1995.

Nontyphoidal Salmonella (NTS) causes invasive, and frequently fatal, disease in African children. The burden of disease secondary to NTS reflects inadequacy of Salmonella-control strategies in Africa, with expanding antibiotic resistance, and no licensed anti-NTS vaccine. The delivery of improved interventions to prevent, diagnose, and treat invasive NTS (iNTS) infection, will be facilitated by an improved understanding of the biological determinants of susceptibility to iNTS, including host genetic factors. To identify host genetic determinants of iNTS disease, we performed a GWAS and replication analysis of NTS bacteraemia in African children. This analysis identified and validated a common genetic variant in STAT4 associated with increased iNTS risk. To characterise the function of the NTS-associated STAT4 variant, we utilised a genotype-selectable bioresource of healthy European adults and samples from African children with iNTS disease. In these experiments, the risk genotype at STAT4 is associated with reduced STAT4 RNA expression in stimulated leukocytes, and reduced IFNγ production in both ex vivo stimulated natural killer cells and in the serum of African children with acute NTS bacteraemia. To validate genetic variation suggestively associated with NTS bacteraemia in the GWAS, NTS-associated loci with evidence of regulatory function were prioritised for functional characterisation. Using in vitro models of intracellular Salmonella infection and RNA interference, I characterise the role of a candidate NTS-susceptibility determinant, EVI5L, in Salmonella infections. Finally, applying a pathway enrichment analysis to the NTS bacteraemia GWAS demonstrated that NTS-associated genetic variation in African children is enriched for methionine salvage enzymes. I further investigate the potential for host-pathogen interaction in this pathway, generating and characterising Salmonella mutants deficient in methionine metabolism. Taken together, these data represent the first unbiased assessment of genetic susceptibility to iNTS disease in unselected populations. These results have important implications for the design of Salmonella-control strategies for use in Africa.

De nos jours, la résistance aux antibiotiques développée par des pathogènes bactériens est de plus en plus répandue, et en conséquent il devient primordial de caractériser de nouvelles cibles bactériennes potentielles. Les alpha2-macroglobulines (α2Ms) sont des inhibiteurs de protéases à large spectre jouant un rôle clé dans l’immunité eucaryote. Ce sont des molécules multi domaines d’environ 1800 résidus qui arborent une séquence en acide nucléique très spécifique appellée « bait site » qui est reconnu et couper par un très grand nombre de protéases. Durant ce clivage, la nouvelle conformation de la protéine entraine l’exposition de la liaison thioester entre une cystéine et une glutamine, qui est alors hydrolysée, permettant ainsi au glutamate résultant de s’associer de façon covalente à la protéase cible, et d’être piégé dans la structure en forme de cage de α2M. Des homologues de a2M provenant de bactéries colonisées et pathogéniques ont récemment été caractérisés. Ces nouvelles recherches suggère que la bactérie dispose un système immunitaire capable de mimer les étapes clés initiales du système immunitaire eucaryote et que celui-ci pourrait constituer une cible encore inexploitée en biologie pathogène.On retrouve dans le génome bactérie deux types de gènes pour a2M: celui de type 1 qui contient la liaison thioester et celui de type 2 qui n’en dispose pas. De façon intéressante, le a2M bactérien de type 1 est situé de façon persistante dans le même opéron que le gène codant pour une enzyme de biosynthèse de la paroi cellulaire appelée Penicillin-binding Protein 1c (PBP1s). Cela suggère qu’une association étroite entre ces deux protéines pourrait être très avantageuse pour la cellule, spécialement durant l’infection et/ou la colonisation où la membrane cellulaire externe est ciblée par des agents de défense de l’hôte. Dans cette situation, A2M et PBP1C pourraient exercer les rôles de « gardiens du périplasme » avec PBP1C réparant les dommages causés au niveau du peptidoglycane et A2M traquant les protéases invasives.Le but de ce travail est donc de démontrer l’existence de ce complexe PBP1C/A2M et de caractériser cette interaction de façon structurelle et fonctionnelle. Dans ce sens, les deux protéines provenant d’E. Coli ont été étudiées, ainsi qu’exprimées et purifiées séparément. La protéine Α2M (également appelé ECAM dans E.Coli) est très soluble, exprimée de façon monomérique à une taille de 182kDa, monodispersée et stable dans l’échelle de temps. PBP1c est une protéine se fixant à la membrane, d’une taille de 87kDa et présente de façon prédominante en tant que dimère. La reconstitution du complexe in vitro par incubation et mélange des deux protéines pendant 2 heures a permis d’obtenir un complexe PBP1C/ECAM, dont la présence a été prouvée par un nouveau pic caractéristique sur chromatographie par exclusion de taille. Ces résultats ont également été appuyés par SDS-PAGE, centrifugation analytique et par diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS). ECAM et PBP1c s’associent à des ratios stœchiométriques de 2/2 et 4:4. Enfin, un test d’activité a permis de confirmer tout d’abord le rôle de PBP1s dans la polymérisation les chaines glycanes mais aussi que cette activité est amplifiée en présence d’ECAM.Les essais cristallographiques ont permis d’obtenir des cristaux de PBP1c dans différentes conditions. De plus l'étude d’ECAM par microscopie électronique a prouvé que la technique était applicable pour des études structurelles du complexe. De ce fait, après optimisation, ces deux approches pourraient être la solution envisagée pour la caractérisation structurelle du complexe ECAM/PBP1c. / The widespread resistance to antibiotics developed by bacterial pathogens calls for the characterization of original, yet unexplored potential targets in bacteria. Alpha2-macroglobulins (α2Ms) are broad-spectrum protease inhibitors that play key roles in eukaryotic immunity. They are multi-domain molecules that carry approximately 1,800 residues and harbor a central amino acid sequence, the ‘bait site’, which is recognized and cleaved by a large number of proteases. Upon cleavage, the resulting conformational change exposes a buried thioester bond between a cysteine and a glutamine, which is readily hydrolyzed, allowing the resulting glutamate to associate covalently to the target protease, trapping it within the α2M cage-like structure. Recently, α2M homologs from pathogenic and colonizing bacteria have also started to be characterized. These findings suggest that bacteria possess a rudimentary immune system that mimics initial key steps of the eukaryotic immune pathway and that could represent a yet unexplored target in pathogen biology.The genes for two types of α2M are present in bacterial genomes: type 1, which contains the thioester bond, and type 2 that does not harbor it. Type 1 bacterial A2Ms persistently co-occur within the same operon with a gene that encodes a cell wall biosynthesis enzyme, Penicillin-Binding Protein 1c (PBP1c). This suggests that the association between the two proteins could be highly advantageous for the cell during infection/colonization, when the outer cell wall is targeted by host defenses. In this situation, A2M and PBP1c could exert the role of ‘guardians of the periplasm’, with PBP1c repairing damaged peptidoglycan, and A2M trapping invading proteases.The aim of this work was to demonstrate the existence of such complex and characterize this interaction structurally and functionally. For this purpose, α2M and PBP1c from E. coli were studied. The proteins were expressed and purified separately. α2M (also called ECAM in E. coli) is highly soluble, monomeric protein with a mass of 182 kDa, monodisperse and stable during the course of time. PBP1c is a membrane-bound, 87 kDa protein, predominantly present as a dimer. The complex reconstitution in vitro by mixing and incubating the proteins for 2 hours resulted in formation of a complex, demonstrated by appearance of a new peak in size exclusion chromatography. This result was further confirmed by SDS-PAGE, analytical centrifugation and small-angle x-ray scattering (SAXS) experiments. ECAM and PBP1c associated in 2:2 and 4:4 stoichiometries. The activity test confirmed that PBP1c performs polymerization of glycan chains and that its activity is enhanced in the presence of ECAM.Crystallization trials yielded crystals of PBP1c in several conditions. The study of ECAM by electron microscopy proved that this technique could be used for structural studies of the complex. Both approaches are under optimization, and combined, they could be employed for structural characterization of the ECAM-PBP1c complex.

La toxoplasmose est une anthropozoonose cosmopolite due à un protozoaire parasite intracellulaire obligatoire : Toxoplasma gondii. Cette maladie infectieuse est la plus souvent bénigne chez les personnes immunocompétentes mais revêt un caractère de gravité si l’atteinte concerne les femmes enceintes séronégatives ou les personnes immunodéprimées. En plus de cette incidence forte en médecine humaine, la toxoplasmose représente un important problème de santé vétérinaire. A l’heure actuelle, les seuls moyens de lutte contre ce parasite demeurent la chimiothérapie car il n’existe aucune stratégie prophylactique efficace. Le développement d’un vaccin efficace est d’une réelle nécessité et repose sur l’observation qu’une primo-infection par ce parasite confère à l’hôte immunocompétent une réponse immunitaire protectrice efficace à long terme et qui protège lors d’une réinfection et en particulier contre le risque d’une infection congénitale. / Toxoplasmosis is a cosmopolitan anthropozoonosis due to the obligate intracellular protozoan parasite Toxoplasma gondii. This infectious disease is most often benign in immunocompetent individuals but is particularly severe for pregnant women or immunocompromised patients. In addition to its significant impact on human medicine, toxoplasmosis is a major veterinary health problem. Currently, the only means to fight this parasite remain chemotherapy because there is no effective prophylactic strategy. The development of an effective vaccine is a real challenge and is based on the observation that a primary infection of immunocompetent hosts induces a effective and long-term protective immune response and protects during reinfection and in particular against the risk of congenital infection.