S. aureus est un pathogène humain qui produit une grande variété de facteurs de virulence, dont la leucocidine de Panton Valentine. Cette toxine est à l’origine de symptomatologies potentiellement sévères telles que la pneumonie nécrosante et l’ostéomyélite compliquée récidivante. Malgré la faible prévalence des gènes de la PVL au sein de souches de S. aureus, nous assistons à une émergence et à une diffusion de souches S. aureus résistantes à la méticilline d’origine communautaire (SARM-C) produisant la PVL. Bien que hautement conservée au sein de différents génomes, la PVL produite par les souches SARM-C américaines USA300 porte une substitution His176Arg avec un impact potentiel sur la fonctionnalité de la PVL. Nous avons étudié la distribution de ce polymorphisme au sein d’une sélection de souches SARM-C isolées de divers continents et nous avons confirmé le rôle leucotoxique de la PVL envers les neutrophiles humains quel que soit le fond génétique de la souche d’origine. Nous avons mis au point un modèle expérimental de lapin afin d’étudier le rôle de la PVL secrétée par la souche USA300 dans la pathogenèse de l’ostéomyélite. La PVL s’est révélée être un déterminant de la gravité de la maladie en termes de persistance et extension de l’infection, ainsi que d’amplitude de la réaction inflammatoire. Dès lors que nous avons conforté le rôle pathogène de la PVL, nous avons exploré l’effet des antibiotiques sur l’expression de la leucocidine. Nous avons observé après traitement avec l’oxacilline et l’imipénème une augmentation de la production de PVL. Cette augmentation est le résultat d’une activation transcriptionnelle des gènes de la PVL, activation médiée par les protéines liant la pénicilline et des régulateurs de la virulence staphylococcique, sarA et rot. D’autres antibiotiques la clindamycine, le linézolide et la rifampicine exercent un effet inhibiteur sur la production de PVL et bloquent l’induction de toxine par les bêta-lactamines. Sur la base de ces observations, nous recommandons pour le traitement des infections sévères à S. aureus producteur de PVL l’utilisation de l’oxacilline en association avec la clindamycine ou la rifampicine pour S. aureus sensible à la méticilline et du linézolide pour le SARM. / S. aureus is a human pathogen producing a large variety of virulence factors such as the Panton Valentine leukocidin (PVL). This toxin has been epidemiologically related to severe diseases such as necrotising pneumonia and recurrent osteomyelitis. The world wide spreading of PVL producing community acquired methicillin resistant S. aureus (CA-MRSA) has been reported. Although highly preserved within various genomes, the sequence of PVL produced by the american CA-MRSA strain USA300 carries a His176Arg substitution with a potential impact on the functionality of the leukocidin. We studied the distribution of this polymorphism within a selection of CA-MRSA strains isolated from various continents and we confirmed PVL toxicity towards human neutrophiles regardless to the genetic background of the harboring strain. We used an experimental rabbit model in order to study the relevancy of USA300 secreted PVL in the pathogenesis of osteomyelitis. We showed that PVL is a determinant of disease severity in terms of persistence and extension of the infection, as well as amplitude of the inflammatory reaction. We investigated the effect of antibiotics on the expression of the leukocidin. We observed increase PVL production after oxacilline and imipenem treatment. This was the consequence of trascriptional activation of PVL genes, mediated by penicillin binding proteins and S. aureus virulence regulators sarA and rot. Other antibiotics such as clindamycin, linezolid and rifampicin decreased PVL production and suppressed the inductor effect of beta-lactams. Based on these observations, we recommend for the treatment of the severe PVL induced diseases the use of oxacillin associated with either clindamycin or rifampicin for methicillin susceptible S. aureus or linezolid for MRSA.

La grippe est une infection respiratoire aiguë, due au virus Influenza, qui touche en moyenne chaque hiver 2,5 millions de personnes. C'est un enjeu de santé publique majeur par son impact économique et en santé humaine. Les traitements actuellement disponibles contre le virus Influenza repose sur des antiviraux ciblant la neuraminidase (inhibiteur de la neuraminidase). Jusqu'en 2007 moins de 5% des souches de virus Influenza circulantes dans le monde étaient résistantes à ces INA. Contre toute attente, l'hiver 2007/2008 a été marqué par l'émergence simultanée d'une nouvelle souche apparentée au virus A/Brisbane/59/2007(H1N1) et d'une augmentation massives des résistances à l'Oseltamivir. Nous avons caractérisés les propriétés enzymatiques des souches sensibles et résistantes isolées dans la communauté au cours des saisons 2007/2008, 2008/2009 pour les comparer à un panel de souches de référence des virus A(H1N1). Les résultats obtenus soulignent la particularité des propriétés enzymatiques de la NA de A/Brisbane/59/2007(H1N1) et le rôle de la balance HA-NA dans la diffusion mondiale de cette souche résistante en l'absence de pression de sélection La pandémie de 2009 au virus A(H1N1)pdm09 a été l'occasion de décrire le rôle de l'infection respiratoire basse, virale isolée ou dans le cadre d'une co-infection bactérienne, dans les patients décédés d'un syndrome de détresse respiratoire. La forte proportion de pneumonies virales observées dans les études épidémiologiques réalisées au cours de la pandémie de 2009/2010 et de la saison 2010/2011 suggère la présence de facteurs de virulence permettant au virus A(H1N1)pdm09 de se lier aux récepteurs présents au niveau de l'appareil respiratoire bas. Nous avons étudié l'impact du polymorphisme en position 222 de la HA du virus A(H1N1)pdm09 sur les propriétés de liaison de la HA à son récepteur, sur la balance HA-NA et, in fine, sur le phénotype des virus in vitro et in vivo. Nos résultats montrent que les substitutions D222G, D222E et D222N de la HA du virus A(H1N1)pdm09 favorisent la liaison aux acides sialiques présents au niveau de l'alvéole pulmonaire. Cette propriété pourrait expliquer la plus forte pathogénicité pulmonaire de ce virus. Par ailleurs nos résultats montrent également une association entre l'équilibre de la balance HA-NA et le profil de réplication de ces souches in vitro / Influenza is responsible of 2,5 million cased of respiratory infection, each winter, in France. It is a main human health threat and a main public health concern. The current treatment of flu relies on antiviral drug targeting viral proteins that can induce the appearance of resistant virus. Until 2007, less than 5% of all circulating Influenza strains were resistant to neuraminidase inhibitors. Against all odds, Oseltamivir resistant A/Brisbane/59/2007(H1N1) emerged and spread during 2007/2008 and 2008/2009 season. To understand the driving force of this emergence we tested clinical strains from 2007 to 2011 for Oseltamivir and Zanamivir resistance, sequenced their HA and NA gene, and compared their NA enzymatic properties with A(H1N1) reference strain from 1977 to 2007. Our results showed that A/Brisbane/59/2007 displayed a high affinity compare with NA of previous A(H1N1) reference strains. Moreover these results suggested that HA-NA balance underlie the worldwide emergence of the Oseltamivir resistance without any selection pressure. The A(H1N1)pdm09 pandemic highlighted the importance of lower tract respiratory infection in the severe influenza case. The high proportion of viral pneumonia observed during the 2009 pandemic and the following season suggest that A(H1N1)pdm harbored a virulence factor that allowed the virus replication in the lower respiratory tracts. We studied the effect of HA 222 polymorphism on HA properties, HA-NA balance and in vitro and in vivo Influenza phenotype. Our results demonstrated that G222, E222 or N222 HA mutation increased the binding of A(H1N1)pdm09 mutation to the lower respiratory tract receptor. This may explain the A(H1N1)pdm09 increase pathogenicity. Moreover our results show than an optimal HA-NA balance is link to an efficient replication profile in vitro

L’invasion des ostéoblastes par Staphylococcus aureus (SA) est considérée comme responsable, au moins partiellement, de l’évolution chronique ou récurrente des infections osseuses (IO). Nous avons émis l’hypothèse que des différences d’interactions SA-ostéoblastes pouvaient être associées aux différences de présentation clinique des IO. Nous avons d’abord développé un modèle ex vivo d’infection intracellulaire d’ostéoblastes humains permettant de quantifier l’adhésion, l’invasion, la survie intracellulaire de SA et les dommages subis par les cellules infectées. Grâce ce modèle, nous avons montré que les SA communautaires résistants à la méticilline (CA-MRSA), un groupe polyphylétique de souches hypervirulentes associées à des formes aiguës et sévères d’IO, induisent une cytotoxicité supérieure à celle des MRSA hospitaliers (HA-MRSA) associés à des IO plus souvent chroniques. A l’aide de mutants isogéniques, nous avons pu démontrer que cette cytotoxicité était indépendante de la toxine de Panton-Valentine et l’alphahémolysine mais associée à la surexpression des phenol-soluble modulins (PSM) par les CA-MRSA. Ces résultats ont permis d’identifier un nouveau mécanisme de virulence des CA-MRSA basé sur l’invasion des ostéoblastes et l’activité intracellulaire des PSM. Parallèlement, nous avons montré que certains antibiotiques modifient le niveau de transcription et d’expression des protéines staphylococciques impliquées dans l’invasion des ostéoblastes, sans que nous ne puissions montrer une modification de la capacité d’invasion de S. aureus dans ce même modèle ex vivo. Nos travaux ouvrent de nouvelles perspectives dans la compréhension et la prise en charge des IO due à SA / Osteoblast invasion by Staphylococcus aureus (SA) is currently considered a putative explanatory mechanism for the chronic or recurrent nature of osteomyelitis. We raised the hypothesis that inter-strain differences in the interactions between S. aureus and osteoblasts at the cellular level could correlate with differences in the clinical presentation of osteomyelitis. We first developed an ex vivo model of intracellular bacterial challenge of human osteoblasts to quantify SA adhesion, invasion and intracellular survival as well as SA-induced damage to infected cells. By means of this model, we have demonstrated that community-acquired methicillinresistant SA (CA-MRSA) strains, which belong to a polyphyletic group endowed with high virulence and are associated with severe and acute forms of osteomyelitis, induce more cytotoxicity in osteoblasts as compared to hospital MRSA strains, which in turn are more frequently involved in chronic forms of osteomyelitis. Using isogenic CA-MRSA mutants, we determined that SA-induced osteoblast damage was independent of the production of Panton-Valentin leukocidin and alpha-toxin, but was associated with the overexpression of phenol-soluble modulins (PSMs) by CAMRSA. These findings elucidate a novel virulence strategy of CA-MRSA based on the invasion and PSM-related killing of osteoblasts. In parallel to this research, we demonstrated that several antibiotics alter the transcription and expression levels of SA adhesins involved in osteoblast invasion. However, antibiotics did not induce changes in SA invasiveness in our ex vivo infection model. Collectively, our findings provide new insights into the pathogenesis of SA osteomyelitis

Staphylococcus aureus est une bactérie responsable de nombreuses infections. Divers facteurs de virulence sont décrits comme ayant un rôle aggravant dans l’infection staphylococcique. La leucocidine de Panton-Valentine (LPV) en est un. Elle interagit par l’intermédiaire du récepteur de C5a (C5aR) avec les leucocytes et les cellules neuronales dans différents tissus, mais son action au niveau rétinien est méconnue. Nous avons recherché des cibles rétiniennes cellulaires de l’intoxination à la LPV et étudié ses conséquences cellulaires et inflammatoires précoces dans les tissus rétiniens. AINSI, deux modèles de lapins ont été créés : l'injection intravitréenne in vivo et les explants rétiniens ex vivo. Dans les deux modèles, les cellules ganglionnaires étaient les principales cibles cellulaires rétiniennes de la LPV et le seul type de neurones rétiniennes qui exprimait C5aR. Les cellules de Müller comme la microglie étaient activées. L’explant rétinien était facilement manipulé, ils peuvent servir à la recherche de la LPV sur la rétine. La LPV seule pourrait induire une inflammation rétinienne après avoir ciblé spécifiquement les cellules neuronales. / Staphylococcus aureus is responsible for many infections. It secretes various virulence factors aggravating the staphylococcal infections. Panton-Valentine leucocidin (PVL) is a virulent leukotoxin from S. aureus and presents active effects towards leukocytes and neuronal cells via the C5a receptor (C5aR). The effects of PVL on retina is little known. We explored PVL retinal cell target and early retinal inflammation and tried to find the processes of bacterial toxins aggravating bacterial endophthalmitis. We employed two different rabbit models to study the PVL effects on retina: intravitreal injection in vivo and retinal explant ex vivo. In the two models, retinal ganglion cells were the only retinal neurons which express C5aR and the major cell targets of PVL in retina. PVL induced retinal Müller and microglial cell activation. The retinal explants were easily manipulated and showed obvious cellular targets of PVL and glial cell activations, they can contribute to research the effects of PVL on retina in future. PVL alone without S. aureus could induce great retinal inflammation after targeting specifically retinal neurons.